Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 39: Tán sắc ánh sáng

Ngày soạn:16/01/2009 Ngày dạy :18/01/2009 Tiết 39. TÁN SẮC ÁNH SÁNG I. Mục tiêu. 1. Kiến thức: - 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. 2. Kĩ năng : II. Chuẩn bị. 1. Giáo viên : 2. Học viên : Ôn lại tính chất của lăng kính. III. Tiến trình giảng dạy. 1. Ổn định tổ chức. 2. Kiểm tra bài cũ. 3. Đặt vấn đề. 4. Bài mới. Hoạt động 1 (13 phút): Tìm hiểu thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn (1672) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học viên Nội dung - GV trình bày sự bố trí thí nghiệm của Niu-tơn và Y/c HV nêu tác dụng của từng bộ phận trong thí nghiệm. - Cho HV quan sát hình ảnh giao thoa trên ảnh và Y/c HV cho biết kết quả của thí nghiệm. Mặt Trời G F A B C P M F’ Đỏ Da cam Vàng Lục Lam Chàm Tím - Nếu ta quay lăng kính P quanh cạnh A, thì vị trí và độ dài của dải sáng bảy màu thay đổi thế nào? - HV đọc Sgk để tìm hiểu tác dụng của từng bộ phận. - HV 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. Hoạt động 2 ( 11 phút): Tìm hiểu thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học viên Nội dung - Để kiểm nghiệm xem có phải thuỷ tinh đã làm thay đổi màu của ánh sáng hay không. - Mô tả bố trí thí nghiệm: Mặt Trời G F P F’ Đỏ Tím P’ M M’ Vàng V - 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. - HV đọc Sgk để biết tác dụng của từng bộ phận trong thí nghiệm. - HV 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. Hoạt động 3 ( 15 phút): Giải thích hiện tượng tán sắc Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học viên Nội dung - 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. Hoạt động 4 ( 5 phút): Tìm hiểu các ứng dụng của hiện tượng tán sắc. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học viên Nội dung - Y/c HV đọc sách và nêu các ứng dụng. - HV đọc Sgk kết IV. Ứng dụng - Giải thích các hiện tượng như: cầu vồng bảy sắc, ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính Hoạt động 5 ( 1 phút): Giao nhiệm vụ về nhà. - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HV chuẩn bị bài sau.