BÀI 53. SỰ PHÂN TÍCH ÁNH SÁNG TRẮNG
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Phân tích một chùm ánh sáng trắng bằng lăng kính
+ Lăng kính là một khối thủy tinh trong suốt có ba mặt bên hình chữ nhật, hai mặt đáy hình tam giác thường được mài mờ, ba đường gờ của nó song song với nhau gọi là ba cạnh của lăng kính.
+ Chiếu một chùm sáng trắng hẹp đi qua một lăng kính ta sẽ thu được nhiều chùm sáng màu khác nhau nằm sát cạnh nhau, tạo thành một dải màu như cầu vồng. Màu của dải này biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
+ Lăng kính có tác dụng tách riêng chùm sáng màu có sẵn trong chùm sáng trắng cho mỗi chùm đi theo một phương khác nhau.
2. Phân tích một chùm sáng trắng bằng sự phản xạ trên đĩa CD
+ Khi cho một chùm ánh sáng trắng phản xạ trên mặt ghi của một đĩa CD, chùm ánh sáng phản xạ cũng được phân tích thành rất nhiều màu sắc khác nhau.
3. Kết luận
- Có thể phân tích một chùm sáng trắng thành những chùm sáng màu khác nhau bằng cách cho chùm sáng trắng đi qua một lăng kính hoặc phản xạ trên mặt ghi của một đĩa CD.
- Trong chùm sáng trắng có chứa nhiều chùm sáng màu khác nhau.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Phần này chủ yếu là những câu hỏi lí thuyết, các em cần nắm vững và vận dụng linh hoạt các kiến thức ở phần I để giải thích đúng hiện tượng của câu hỏi. Lưu ý một số nội dung sau:
- Có nhiều cách để phân tích một chùm sáng trắng thành những chùm sáng màu khác nhau (hai cách thường gặp là dùng lăng kính hoặc đĩa CD)
- Trong chùm sáng trắng có chứa nhiều chùm sáng màu khác nhau. Trong dải màu mà ta thấy được khi chiếu chùm sáng trắng qua một lăng kính được phân định ra 7 màu chính là: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
- Trong thực tế, một số hiện tượng như cầu vồng sau mưa hoặc các dải màu sặc sỡ của bong bóng xà phòng cũng được giải thích bằng hiện tượng phân tích ánh sáng trắng thành ánh sáng màu.
- Không những có thể phân tích chùm sáng trắng mà còn có thể phân tích chùm sáng do bất kì nguồn nào phát ra. Trong trường hợp này, ta không thấy được các chùm sáng có đủ màu từ đỏ đến tím
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 (trang 139 SGK Vật Lí 9):
Hãy mô tả màu sắc của dải nhiều màu nói ở trong thí nghiệm 1.
Trả lời:
Dải màu có nhiều màu nằm sát cạnh nhau. Ở bờ bên này là màu đỏ, rồi đến da cam, vàng, lục lam, chàm. Ở bờ bên kia là tím.
Câu C2 (trang 139 SGK Vật Lí 9):
Mô tả hình ảnh quan sát được trong hai trường hợp a và b trong thí nghiệm 2.
Trả lời:
– Khi chắn khe K bằng tấm lọc màu đỏ thì ta thấy có vạch màu đỏ, bằng tấm lọc màu xanh thì có vạch xanh, hai tấm vạch này không nằm cùng 1 chỗ
– Khi chắn khe K bằng tấm lọc nửa trên màu đỏ, nửa dưới màu xanh thì ta thấy đồng thời cả hai vạch đỏ và xanh nằm lệch nhau. Nếu có một phần của các ánh sáng này chồng lên nhau sau tấm lọc thì ở đó ta thấy ánh sáng màu vàng là kết quả chồng nhau của 2 màu xanh và đỏ.
Câu C3 (trang 140 SGK Vật Lí 9):
Em hãy dựa vào các kết quả quan sát được ở trên để nhận định sự đúng, sai của các ý kiến sau:
– Lăng kính đã nhuộm các màu khác nhau cho chùm sáng trắng.
– Trong chùm sáng trắng có chứa sẵn các ánh sáng màu. Lăng kính chỉ có tác dụng tách các chùm sáng màu đó ra, cho mỗi chùm đi theo một phương vào mắt.
Trả lời:
– Bản thân lăng kính là một khối chất trong suốt không màu, nên nó không thể đóng vai trò như tấm lọc màu được.
– Nếu lăng kính có tác dụng nhuộm màu cho chùm tia sáng thì tại sao chỗ này chỉ nhuộm màu xanh, chỗ kia chỉ nhuộm màu đỏ? Trong khi đó các vùng mà các tia sáng đi qua trong lăng kính có tính chất hoàn toàn như nhau. Như vậy chỉ có ý kiến thứ hai đúng.
Câu C4 (trang 140 SGK Vật Lí 9):
Tại sao có thể nói thí nghiệm 1 là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng?
Trả lời:
Trước lăng kính ta chỉ có một dải sáng trắng. Sau lăng kính ta thu được nhiều dải sáng màu. Như vậy, lăng kính đã phân tích từ dải sáng trắng nói trên ra nhiều dải sáng màu, nên ta nói thí nghiệm 1 SGK là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng.
Câu C5 (trang 140 SGK Vật Lí 9):
Hãy mô tả hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm 3.
Trả lời:
Khi chiếu ánh sáng trắng vào mặt ghi của một đĩa CD và quan sát ánh sáng phản xạ, ta thấy chùm phản xạ có màu cầu vồng thành dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím, nhìn theo phương này có ánh sáng màu này, theo phương khác có ánh sáng màu khác.
Câu C6 (trang 140 SGK Vật Lí 9):
– Ánh sáng chiếu đến đĩa CD là ánh sáng màu gì?
– Ánh sáng từ đĩa CD đến mắt ta có những màu nào?
– Tại sao có thể nói thí nghiệm 3 cũng là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng?
Trả lời:
– Ánh sáng chiếu đến đĩa CD là ánh sáng trắng.
– Ánh sáng từ đĩa CD đến mắt ta có những dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Tùy theo phương nhìn, ta có thể thấy ánh sáng từ đĩa CD đến mắt ta có màu này hay màu kia.
– Trước khi đến đĩa CD, chùm sáng là chùm sáng trắng. Sau khi phản xạ trên đĩa CD, ta thu được nhiều chùm sáng màu khác nhau truyền theo các phương khác nhau. Vậy, thí nghiệm với đĩa CD cũng là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng.
Câu C7 (trang 141 SGK Vật Lí 9):
Có thể coi cách dùng các tấm lọc màu như một cách phân tích ánh sáng trắng thành ánh sáng màu được không?
Trả lời:
Tuy rằng khi chiếu chùm ánh sáng trắng qua tấm lọc màu đỏ ta được ánh sáng đỏ. Nếu thay tấm lọc màu đỏ bằng tấm lọc màu xanh thì ta lại có được ánh sáng xanh. Cứ như thế cho các tấm lọc màu khác, ta sẽ biết được trong chùm sáng trắng có những ánh sáng nào.
Nhưng nó không thể phân tích hết toàn bộ màu sắc có trong nguồn sáng trắng. Đồng thời tấm lọc màu đã hấp thụ tất cả các màu khác của chùm ánh sáng trắng khi đi qua nó và chỉ cho thành phần màu trong chùm ánh sáng trắng trùng với màu của tấm lọc sắc nên ta không thể coi cách dùng các tấm lọc màu như một cách phân tích ánh sáng trắng thành ánh sáng màu được.
Câu C8 (trang 141 SGK Vật Lí 9):
Đặt một gương phẳng nằm chếch một góc khoảng 30° vào khay nước. Đặt trước trán một mảnh giấy nhỏ trên có vạch một vạch đen nằm ngang. Bố trí sao cho vạch đen nằm song song với đường giao nhau của mặt gương và mặt nước (hình 53.3). Hãy nhìn ảnh của vật đen qua phần gương ở trong nước. Mô tả và giải thích hiện tượng quan sát được.
Trả lời:
- Phần nước nằm giữa mặt gương và mặt nước tạo thành một lăng kính bằng nước.
- Xét một dải sáng trắng hẹp phát ra từ mép của vạch đen trên trán, chiếu đến mặt nước. Dải sáng này là khúc xạ vào nước, phản xạ trên gương, trở lại mặt nước, lại khúc xạ ra ngoài không khí và đi vào mắt người quan sát. Dải sáng này coi như đi qua lăng kính nước nói trên, nên nó bị phân tích ra thành nhiều dải sáng màu sắc như cầu vồng. Do đó khi nhìn vào phần gương ở trong nước ta sẽ không thấy vạch đen mà thấy một dải nhiều màu.
Câu C9 (trang 141 SGK Vật Lí 9):
Nêu một vài hiện tượng thực tế về sự phân tích ánh sáng trắng.
Trả lời:
+ Cầu vồng xuất hiện chính là một hiện tượng thực tế về sự phân tích ánh sáng trắng.
+ Màu sắc sặc sỡ trên các bong bóng xà phòng cũng là một hiện tượng về sự phân tích ánh sáng trắng.
+ Tại chân các thác nước, khi có ánh sáng mặt trời chiều vào ta thấy có dải màu cầu vồng do sự phân tích ánh sáng trắng của các đám hạt nước nhỏ được tạo thành do sự chạm của nước chảy xuống với các chỏm đá.
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 9 bài sự phân tích ánh sáng trắng do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ