Giáo án Tán sắc ánh sáng mới nhất - Vật Lí 12

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Ơ lớp 11 ta đã học về tính chất của lăng kính. Nghĩa là khi ánh sang trắng qua lăng kính sẽ tách thành dãy bảy màu: đỏ cam vàng lục lam chàm tím.Vậy tại sao ánh sang trắng lại tách ra các as có màu sắc như vậy ta chưa giải thích. Hôm nay ta sẽ giải thích hiện tượng này qua bài “TÁN SẮC AS”.

- HS ghi nhớ

- HS đưa ra phán đoán

TÁN SẮC ÁNH SÁNG

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu:

- Mô tả được 2 thí nghiệm của Niu-tơn và nêu được kết luận rút ra từ mỗi thí nghiệm.

- Giải thích được hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính bằng hai giả thuyết của Niu-tơn.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- GV trình bày sự bố trí thí nghiệm của Niu-tơn và Y/c HS nêu tác dụng của từng bộ  phận trong thí nghiệm.

- Cho HS quan sát hình ảnh giao thoa trên ảnh và Y/c HS cho biết kết quả của thí nghiệm.

- Nếu ta quay lăng kính P quanh cạnh A, thì vị trí và độ dài của dải sáng bảy màu thay đổi thế nào?

- HS đọc Sgk để tìm hiểu tác dụng của từng bộ phận.

- HS ghi nhận các kết quả thí nghiệm, từ đó thảo luận về các kết quả của thí nghiệm.

- Khi quay theo chiều tăng góc tới thì thấy một trong 2 hiện tượng sau:

a. Dải sáng càng chạy xa thêm, xuống dưới và càng dài thêm. (i > imin: Dmin)

b. Khi đó nếu quay theo chiều ngược lại, dải sáng dịch lên → dừng lại → đi lại trở xuống.

Lúc dải sáng dừng lại: Dmin, dải sáng ngắn nhất.

- Đổi chiều quay: xảy ra ngược lại: chạy lên → dừng lại → chạy xuống. Đổi chiều thì dải sáng chỉ lên tục chạy xuống.

I. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn (1672)

- Kết quả:

+ Vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành một dải màu sặc sỡ.

+ Quan sát được 7 màu: đỏ, da cam, vàng, lục, làm, chàm, tím.

+ Ranh giới giữa các màu không rõ rệt.

- Dải màu quan sát được này là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời hay quang phổ của Mặt Trời.

- Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng.

- Sự tán sắc ánh sáng: là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.

- Để kiểm nghiệm xem có phải thuỷ tinh đã làm thay đổi màu của ánh sáng hay không.

- Mô tả bố trí thí nghiệm:

- Niu-tơn gọi các chùm sáng đó là chùm sáng đơn sắc.

- Thí nghiệm với các chùm sáng khác kết quả vẫn tương tự → Bảy chùm sáng có bảy màu cầu vồng, tách ra từ quang phổ của Mặt Trời, đều là các chùm sáng đơn sắc

- HS đọc Sgk để biết tác dụng của từng bộ phận trong thí nghiệm.

- HS ghi nhận các kết quả thí nghiệm và thảo luận về các kết quả đó.

- Chùm sáng màu vàng, tách ra từ quang phổ của Mặt Trời, sau khi qua lăng kính P’ chỉ bị lệch về phái đáy của P’ mà không bị đổi màu.

II. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn

- Cho các chùm sáng đơn sắc đi qua lăng kính →  tia ló lệch về phía đáy nhưng không bị đổi màu.

Vậy: ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.

- Ta biết nếu là ánh sáng đơn sắc thì sau khi qua lăng kính sẽ không bị tách màu. Thế nhưng khi cho ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời, ánh sáng đèn điện dây tóc, đèn măng sông…) qua lăng kính chúng bị tách thành 1 dải màu → điều này chứng tỏ điều gì?

- Góc lệch của tia sáng qua lăng kính phụ thuộc như thế nào vào chiết suất của lăng kính?

- Khi chiếu ánh sáng trắng → phân tách thành dải màu, màu tím lệch nhiều nhất, đỏ lệch ít nhất → điều này chứng tỏ điều gì?

- Chúng không phải là ánh sáng đơn sắc. Mà là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.

- Chiết suất càng lớn thì càng bị lệch về phía đáy.

- Chiết suất của thuỷ tinh đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau, đối với màu đỏ là nhỏ nhất và màu tím là lớn nhất.

III. Giải thích hiện tượng tán sắc

- Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc, mà là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.

- Chiết suất của thuỷ tinh biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím.

- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành c chùm sáng đơn sắc.

- Y/c Hs đọc sách và nêu các ứng dụng.

- HS đọc Sgk

IV. Ứng dụng

- Giải thích các hiện tượng như: cầu vồng bảy sắc, ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính…

HOẠT ĐỘNG 3:  Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Ánh sáng trắng

A. không bị tán sắc khi truyền qua bản hai mặt song song

B. gồm vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím

C. gồm hai loại ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau

D. được truyền qua một lăng kính, tia đỏ luôn bị lệch nhiều hơn tia tím

Câu 2: Tìm phát biểu sai về kết quả thì nghiệm tán sắc của Niu-tơn đối với ánh sáng trắng qua lăng kính.

A. Tia tím có phường truyền lệch nhiều nhất so với các tia khác

B. Tia đổ lệch phương truyền ít nhất so với các tia khác

C. Chùm tia lõ có màu biến thiên liên tục

D. Tia tím bị lệch về phía đáy, tia đỏ bị lệch về phía ngược lại.

Câu 3: Chiếu một chùm ánh sáng trắng đi từ không khí vào bề mặt tấm thủy tinh theo phương xiên góc, có thể xảy ra các hiện tượng:

A. phản xạ, tán sắc, lệch đường truyền ra xa pháp tuyến

B. khúc xạ, phản xạ, truyền thẳng

C. khúc xạ, tán sắc, phản xạ toàn phần

D. khúc xạ, tán sắc, phản xạ

Câu 4: Hiện tượng tán sắc xảy ra là do

A. chiết xuất của một môi trường đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau có giá trị khác nhau

B. các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì có màu khác nhau

C. chùm sáng trắng gôm vô số các chùm sáng có màu khác nhau

D. chùm sáng bị khúc xạ khi truyền không vuông góc với mặt giới hạn

Câu 5: Tìm phát biểu sai

Mỗi ánh sáng đơn sắc

A. có một màu xác định

B. đều bị lệch đường truyền khi khúc xạ

C. không bị lệch đường truyền khi đi qua lăng kính

D. không bị tán sắc khi đi qua lăng kính

Câu 6: Tìm phát biểu sai về hiện tượng tán săc ánh sáng

A. Chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau có giá trị khác nhau.

B. Khi chiều chùm ánh sáng trăng qua lăng kính, tia tím lệch ít nhất, tia đổ lệch nhiều nhất. C. Ánh sáng đơn sắc là ánhn sáng khôn gbị tán sắc khi qua lăng kính

D. Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên lien tục từ đỏ đến tím.

Câu 7: Chiều chùm sáng hẹp gồm hai bức xạ đổ và tím tới lăng kính tam giác đều thì tia tím có góc lệchn cực tiểu. Biết chiết suất của lăng kính đối với tia màu đỏ là nđ = 1,414 ; chiết suất của lăng kính đối với tia màu tím là nt = 1,452. Để tia đỏ có góc lệch cực tiểu, cần giảm góc tới của tia sáng một lượng bằng

A. 0,21o                              

B. 1,56o                                     

C. 2,45o                           

D. 15o

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình.

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Yêu cầu HS thảo luận:

Một chùm sáng đơn sắc, sau khi qua một lăng kính thủy tinh, thì hiện tượng gì xảy ra

- GV theo dõi và hướng dẫn HS

- GV Phân tích nhận xét, đánh giá, kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh.

Thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS sắp xếp theo nhóm, chuẩn bị bảng phụ và tiến hành làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV

Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi qua lăng kính mà chỉ bị lệch đường về phía đáy lăng kính. Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số đặc trưng xác định. Khi một ánh sáng đơn sắc truyền từ môi trường này sang môi trường khác (ví dụ truyền từ không khí vào nước) thì vận tốc truyền, phương truyền, bước sóng có thể thay đổi nhưng tần số, chu kì, màu sắc, năng lượng ánh sáng thì không đổi.

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Hãy thực hiện thí nghiệm đơn giản về tổng hợp ánh sáng trắng nêu trong bài học.