Giáo án vật lý - Tiết 63:hiện tượng tán sắc ánh sáng

TIẾT 63: HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: A. Trọng tâm: - Những khái niệm về sự tán sắc ánh sáng, về ánh sáng đơn sắc và ánh sáng trắng. - Mối liên hệ giữa chiết suất của chất làm lăng kính với các ánh sáng đơn sắc khác. B. Kỹ năng: Kỹ năng giải thích các thí nghiệm về tán sắc và một vài hiện tượng quang học trong đó xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng. C. Phương pháp: Diễn giảng, pháp vấn, gợi mở. II. CHUẨN BỊ: HS: xem SGK GV: Lăng kính thủy tinh, các bìa chắn trên có khoét các khe hẹp theo TN(1), (2) Đèn chiếu ánh sáng trắng, bìa làm màn quan sát. III. TIẾN HÀNH LÊN LỚP: A. Ổn định B. Kiểm tra: Không C. Bài mới: PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG I. Chiếu một chùm tia sáng S qua khe hẹp A sau khe A ta thu được một chùm tia sáng song song, cho một chùm sáng này đi qua lăng kính, chùm ánh sáng đó bị tán sắc như cầu vồng. Tia đỏ bị lệch ít nhất, tia tím bị lệch nhiều nhất. Quan sát ta thấy có 7 màu chính, nhưng thật ra có nhiều màu hơn biến đổi dần dần từ màu này sang màu khác. I. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng: 1. Thí nghiệm: Sgk trang 163 Dùng một màn chắn hẹp trêm có khoét khe hẹp A, chiếu vào khe A một chùm ánh sáng trắng để tạo một chùm ánh sáng có dạng một dải hẹp. Cho chùm ánh sáng này chiếu vào lăng kính P có cạnh song song với khe hẹp A. Dùng màn E1 để hứng chùm tia ló đó. 2. Kết quả: Trên màn ảnh ta thấy có một dải màu như cầu vồng tứ đỏ đến tím. Các tia màu đỏ bị lệch ít nhất. Các tia màu tím bị lệch nhiều nhất. 3. Kết luận: Chùm ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính không những bị khúc xạ về phía đáy mà còn bị tách ra thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau. Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng. Ở hiện tượng tán sắc, các tia màu tím bị lệch nhiều nhất, còn tia màu đỏ bị lệch ít nhất. Dải sáng có màu cầu vồng gọi là quang phổ của ánh sáng trắng. Trong quang phổ này có 7 màu là: Đỏ, Cam, Vàng, Lục, Lam, Chàm, Tím II. GV đặt vấn đề: trong thí nghiệm trên, ta thấy ta đã tách được những tia đơn sắc từ một chùm ánh sáng trắng. Hay ta nói lăng kính P đã có tác dụng ánh sáng trắng ra thành nhiều màu đơn sắc khác nhau.Vậy để biết ánh sáng đơn sắc là tập hợp của những màu đơn sắc nào nữa không, ta có thể thực hiện thí nghiệm như thế nào? II. Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc: 1. Thí nghiệm: Sgk trang 163 – 164. Trên màn E1 giả sử tại tia đỏ, ta khoét một khe hẹp B song song A. Sau E1 ta đặt màn E2, trên màn E2 ta lại khoét thêm một khe hẹp C song song với B. Sau màn E2 ta lại đặt một lăng kính trên đường đi của tia đỏ. 2. Kết quả: Ta thấy tia sáng đỏ không bị tán sắc sau khi qua lăng kính. 3. Kết luận: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh sáng có một màu nhất định gọi là màu đơn sắc. III. GV đặt vấn đề: các thí nghiệm trên, ta thấy ta đã tách được những tia đơn sắc từ một chùm ánh sáng trắng. Liệu chúng ta có làm ngược lại được không? GV hỏi HS: Chiếu một chùm sáng trắng S phân kỳ tới L1: thấu kính L1 có tác dụng? (làm hội tụ chùm sáng S) III. Sự tổng hợp ánh sáng trắng: 1. Thí nghiệm: Sgk trang 164 – 165 2. Kết quả:Thí nghiệm trên chứng tỏ: nếu ta tổng hợp các ánh sáng đơn sắc (từ đỏ đến tím), thì ta được ánh sáng trắng. 3. Kết luận: Anh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. - Tác dụng của lăng kính khi đặt trước điểm hội tụ? (Làm tán sắc chùm ánh sáng đó.) - Đặt thấu kính L2 sao cho dãi màu nằm toàn bộ trên thấu kính. Tác dụng của L2? (làm hội tụ dãi ánh sáng này) - Trên màn E ta thu được chùm sáng trắng. IV. Nhắc lại: Ta biết, một chùm tia sáng đi qua lăng kính, cho tia ló lệch như thế nào so với tia tới? (bị lệch nhiều hơn). Góc lệch này như thế nào khi chiết suất của lăng kính càng lớn? (sẽ lệch nhiều hơn) - Ở thí nghiệm 1, ta đã biết tia nào bị lệch ít nhất? (tia đỏ). Và tia nào bị lệch nhiều nhất? (tia tím) IV. Sự phụ thuộc của chiết suất của một môi trường trong suốt vào màu sắc ánh sáng: Ta đã biết: * Đối với lăng kính: khi chiếu một chùm tia sáng qua lăng kính cho tia ló về phía đáy nhiều hơn. Chiết suất của lăng kính càng lớn thì góc lệch càng lớn. * Khi có sự tán sắc thì tia đỏ bị lệch ít nhất còn tia tím bị lệch nhiều nhất. Kết luận: chiết suất của chất làm lăng kính đối với ánh sáng khác nhau thì khác nhau. Chiết suất đối với ánh sáng đỏ thì nhỏ nhất và đối với ánh sáng trắng là lớn nhất. V. Ứng dụng: - Máy quang phổ: phân tích ánh sáng phức tạp thành ánh sáng đơn sắc. - Giải thích một số hiện tượng tự nhiên: cầu vồng, quầng cầu vồng quanh mặt trăng… D. Củng cố: Nhắc lại các thí nghiệm trên. E. Dặn dò: - Xem bài “Hiện tượng giao thoa ánh sáng” - Xem lại bài “Hiện tượng giao thoa của sóng cơ học”