Giải chi tiết Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều bài 4 Hiện tượng tán sắc ánh sáng. Màu sắc ánh sáng

MỞ ĐẦU 

Khi quan sát dưới ánh sáng mặt trời, ta thấy các viên pha lê ở hình 4.1 có nhiều màu sắc. Vì sao lại có hiện tượng như vậy? 

Bài làm chi tiết:

- Khi ánh sáng mặt trời va chạm vào các viên pha lê, nó sẽ được phân tán thành các màu sắc khác nhau tùy theo kích thước và hình dạng của viên pha lê. Các màu sắc này sẽ được tác động bởi lớp bóng phủ và tầng khí quyển, tạo nên các màu sắc khác nhau. Đó là hiện tượng tán sắc ánh sáng.

I. TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA LĂNG KÍNH

Câu 1: Nêu một số vật trong suốt xung quanh em có hình dạng giống như lăng kính.

Bài làm chi tiết: 

• Quả bóng
• Chén trà
• Đèn trang trí
• Thủy tinh
• Đồ trang sức

Câu 2: Dựa vào quang phổ thu được trong thí nghiệm, so sánh chiết suất của lăng kính với các ánh sáng đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

Bài làm chi tiết:

Đỏ > da cam > vàng > lục > lam > chàm > tím.

Câu 3: Chiếu một chùm ánh sáng trắng rộng, song song tới lăng kính như hình 4.7. Dự đoán hình ảnh thu được ở màn quan sát chắn chùm sáng ló ở mặt bên kia của lăng kính (dùng hình vẽ để giải thích cho dự đoán của mình).

Bài làm chi tiết:

Hình ảnh thu được ở màn là dải 7 màu từ đỏ đến tím.

II. MÀU SẮC CÁC VẬT

Câu 1: Ở hình 4.9 vật nào hấp thụ ánh sáng màu nhiều nhất, vật nào hấp thụ ánh sáng màu ít nhất.

Bài làm chi tiết:

• Ở hình 4.9, hấp thụ ánh sáng màu nhiều nhất là màu đen, màu đen là màu mà không có ánh sáng bị phản xạ về mắt người quan sát, tất cả ánh sáng đều được hấp thụ hoặc phát xa. 
• Còn cục xanh lá (green block) hấp thụ ánh sáng màu ít nhất vì nó có màu xanh lá, xanh lá là màu mà ánh sáng xanh lá được hấp thụ nhiều nhất, còn lại các màu khác được phản xạ về mắt người quan sát.

Câu 2: Dưới ánh nắng mặt trời, ta nhìn thấy bông hoa cúc có màu vàng. Hãy giải thích vì sao.

Bài làm chi tiết:

• Bông hoa cúc có màu vàng dưới ánh nắng mặt trời do hiện tượng gọi là hấp thụ và phản xạ ánh sáng. Màu sắc của một vật thể được quyết định bởi màu sắc của ánh sáng mà nó hấp thụ và phản xạ. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào bông hoa cúc, các tia sáng chứa nhiều màu sắc khác nhau trong quang phổ màu trắng được phản xạ và hấp thụ bởi các phần tử hóa học trong lá và hoa. 
• Màu vàng của bông hoa cúc được tạo ra bởi một loại pigmen gọi là carotenoid. Carotenoid là những hợp chất hóa học có khả năng hấp thụ một phần của quang phổ ánh sáng và phản xạ phần còn lại. Trong trường hợp của bông hoa cúc, carotenoid hấp thụ một phần của ánh sáng xanh và xanh lá cây, trong khi phản xạ ánh sáng có màu vàng. Do đó, mắt chúng ta nhìn thấy bông hoa cúc có màu vàng.

Câu 3: Vào ban đêm, nếu dùng ánh sáng đỏ từ đèn laser chiếu vào bông hoa cúc vàng ở trên thì ta sẽ nhìn thẩy bông hoa cúc có màu gì?

Bài làm chi tiết:

• Hoa cúc vàng có màu vàng do chứa sắc tố carotenoid. Carotenoid hấp thụ ánh sáng xanh và phản xạ ánh sáng vàng, do đó ta nhìn thấy hoa có màu vàng. 
• Ánh sáng đỏ từ đèn laser không được carotenoid hấp thụ, mà sẽ bị phản xạ lại môi trường xung quanh. 
• Do không có ánh sáng nào được phản xạ từ hoa cúc vàng vào mắt ta, ta sẽ nhìn thấy hoa có màu đen.

Câu 4: Kể tên một số loại kính lọc màu và mô tả hiện tượng khi ảnh sáng mặt trời truyền qua các kinh lọc màu đó.

Bài làm chi tiết:

Kính lọc màu đỏ: 

+ Hiện tượng: Hấp thụ ánh sáng xanh và các màu có bước sóng ngắn khác. Cho ánh sáng đỏ truyền qua. Mọi vật nhìn qua kính sẽ có màu đỏ. 

Kính lọc màu vàng: 

+ Hiện tượng: Hấp thụ ánh sáng xanh và tím. 

+ Cho ánh sáng vàng và các màu có bước sóng dài hơn truyền qua. Mọi vật nhìn qua kính sẽ có màu vàng. 

Kính lọc màu xanh: 

+ Hiện tượng: Hấp thụ ánh sáng đỏ và cam. 

+ Cho ánh sáng xanh và các màu có bước sóng ngắn hơn truyền qua. Mọi vật nhìn qua kính sẽ có màu xanh.

Câu 5: Giải thích hiện tượng ở phần mở đầu

Bài làm chi tiết: 

Viên pha lê có nhiều màu sắc dưới ánh sáng mặt trời là do hiện tượng tán sắc ánh sáng. Ánh sáng mặt trời bị khúc xạ bởi các nguyên tử trong viên pha lê, tạo ra hiệu ứng tán sắc và làm cho viên pha lê lấp lánh nhiều màu sắc.

Vận dụng: Ở hình 3.3, nếu thay ánh sáng đỏ bằng ánh sáng trắng chiếu tới khối thủy tinh thì có xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng không? Hãy dùng hình vẽ để giải thích dự đoán của em và làm thí nghiệm để kiểm chứng.

Bài làm chi tiết: 

• Dự đoán: Có, khi thay ánh sáng đỏ bằng ánh sáng trắng chiếu tới khối thủy tinh, hiện tượng tán sắc ánh sáng vẫn xảy ra. 
• Giải thích: Ánh sáng trắng là tập hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc với các bước sóng khác nhau. Khi ánh sáng trắng đi qua khối thủy tinh, các tia sáng đơn sắc bị khúc xạ theo các hướng khác nhau do chiết suất của thủy tinh khác nhau với mỗi bước sóng. 
• Do đó, ánh sáng trắng sẽ bị tách thành các tia sáng đơn sắc với các màu khác nhau, tạo ra hiện tượng tán sắc ánh sáng.