Giải chi tiết khoa học tự nhiên 9 KNTT bài 7 Lăng kính

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Ánh sáng từ đèn sợi đốt hoặc Mặt Trời sau khi đi qua lăng kính sẽ tạo thành một chùm sáng từ đỏ đến tím như hình bên. Lăng kính có tác dụng gì trong hiện tượng này? 

Bài làm chi tiết:

Lăng kính có tác dụng tán sắc ánh sáng.

I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH

Hoạt động: Hãy chỉ ra góc chiết quang, mặt bên, cạnh và đáy của lăng kính có trong phòng thí nghiệm.

Bài làm chi tiết:

II. HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG

Hoạt động: Thí nghiệm 1: Tìm hiểu hiện tượng tán sắc ánh sáng

Chuẩn bị

- Lăng kính gắn trên giá (1);

- Đèn chiếu ánh sáng trắng có khe hẹp (2); 

- Màn hứng chùm sáng (3);

- Nguồn điện và dây nối (4);

- Tấm kính lọc sắc màu đỏ và tấm kính lọc sắc màu tím (5).

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như Hình 7.4.

- Chiếu chùm ánh sáng trắng từ đèn vào mặt bên của lăng kính, dùng màn chắn dịch chuyển phía sau lăng kính để hứng vệt sáng trên màn.

Thực hiện các yêu cầu và trả lời các câu hỏi sau:

1. Mô tả đường đi qua lăng kính mà em quan sát được.

2. Viết ra thứ tự các màu xuất hiện trên màn.

3. Những màu sắc khác nhau cho biết điều gì về thành phần của chùm sáng chiếu tới?

Bài làm chi tiết:

1. Tia tới đến lăng kính bị khúc xạ và tiếp tục bị khúc xạ khi ra ngoài, tia ló ra khỏi lăng kính lệch về phía đáy lăng kính so với tia tới.

2. Thứ tự các màu xuất hiện trên màn: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

3. Những màu sắc khác nhau cho biết ánh sáng trắng gồm nhiều ánh sáng màu.

Hoạt động: Thí nghiệm 2:

Chuẩn bị:

Dụng cụ thí nghiệm như thí nghiệm 1.

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như Hình 7.4.

- Chiếu ánh sáng trắng từ đèn vào mặt bên của lăng kính.

- Lần lượt dùng kính lọc sắc màu đỏ và màu tím chắn vào khe hẹp của nguồn sáng.

- Dùng màn chắn sáng dịch chuyển phía sau lăng kính để hứng vệt sáng trên màn.

Trả lời các câu hỏi sau:

1. Khi chiếu ánh sáng qua tấm kính lọc sắc đến mặt bên lăng kính, ánh sáng có bị tách thành nhiều màu không?

2. So sánh góc lệch của tia sáng màu đỏ và màu tím.

Bài làm chi tiết:

1. Khi chiếu ánh sáng qua tấm kính lọc sắc đến mặt bên lăng kính, ánh sáng không bị tách thành nhiều màu.

2. Góc lệch của tia sáng màu đỏ nhỏ hơn góc lệch của tia sáng màu tím.

Câu hỏi: Ở hoạt động khởi động, hãy giải thích sự tán sắc ánh sáng mặt trời qua lăng kính.

Bài làm chi tiết:

Do ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng gồm có nhiều màu sắc. Nên khi ánh sáng trắng chiếu qua lăng kính nó sẽ bị tác sắc tạo dải màu liên tục từ đỏ đến tím.

III. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG QUA LĂNG KÍNH

Hoạt động: Quan sát Hình 7.6 và cho biết:

1. Khi ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính, tại sao khúc xạ IJ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới SI?

2. Khi ánh sáng truyền từ lăng kính ra không khí, tại sao tia khúc xạ JR lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới IJ?

3. Dựa vào sự truyền sáng qua lăng kính, hãy giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng. Biết rằng chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau, chiết suất lớn nhất với tia tím, chiết suất nhỏ nhất với tia đỏ.

Bài làm chi tiết:

1. Khi ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính, khúc xạ IJ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới SI vì ánh sáng được truyền từ môi trường có chiết suất nhỏ sang lớn là từ không khí sang thủy tinh.

2. Khi ánh sáng truyền từ lăng kính ra không khí, tia khúc xạ JR lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới IJ vì ánh sáng được truyền từ môi trường có chiết suất lớn sang nhỏ là từ thủy tinh sang không khí.

3. Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng ánh sáng trắng bị phân tán thành dải màu liên tục từ đỏ đến tím khi đi qua lăng kính.

Câu hỏi 1: Hình vẽ nào trong Hình 7.7 chỉ đúng đường đi của tia sáng qua lăng kính khi lăng kính đặt trong không khí?

Bài làm chi tiết:

Hình C chỉ đúng đường đi của ánh sáng qua lăng kính khi đặt trong không khí vì tia ló lệch về phía đáy lăng kính.

Câu hỏi 2: Một lăng kính thủy tinh có chiết suất n = 1,41. Mặt phẳng tiết diện chính của lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện chính tới mặt bên AB của lăng kính với góc tới i = 45^o. Vẽ đường tuyền của tia sáng qua lăng kính. 

Bài làm chi tiết:

Đường truyền của tia sáng qua lăng kính:

IV. MÀU SẮC CỦA VẬT

Hoạt động 1: Nhớ lại kiến thức đã học, khi nào mắt ta nhìn thấy một vật?

Bài làm chi tiết:

Mắt ta nhìn thấy một vật khi có ánh sáng từ vật đó truyền tới mắt ta.

Hoạt động 2: Khi chúng ta thấy các vật màu xanh, đỏ, trắng thì có ánh sáng màu nào truyền từ vật tới mắt ta?

Bài làm chi tiết:

Khi chúng ta thấy các vật màu xanh, đỏ, trắng thì có ánh sáng màu xanh, đỏ, trắng truyền từ vật tới mắt ta.

Hoạt động 3: Ban đêm, khi không có nguồn sáng, ta nhìn thấy các vật có màu gì?

Bài làm chi tiết:

Ban đêm, khi không có nguồn sáng, ta nhìn thấy các vật có màu đen.

Câu hỏi 1: Em hãy biểu diễn các tia sáng đến mắt đối với vật ta quan sát thấy màu trắng (Hình 7.9).

Bài làm chi tiết:

Câu hỏi 2: Quan sát bông hoa hướng dương (Hình 7.10), giải thích tại sao chúng  ta nhìn thấy cánh hoa màu vàng, lá màu xanh và phần nhụy hoa có màu nâu.

Bài làm chi tiết:

- Cánh hoa có màu vàng là do ánh sáng màu vàng từ cánh hoa phản xạ vào mắt ta.

- Lá có màu xanh là do ánh sáng màu xanh từ lá phản xạ vào mắt ta.

- Phần nhụy hoa có màu nâu là do ánh sáng màu nâu từ phần nhụy hoa phản xạ vào mắt ta.