Giải Khoa học tự nhiên 9 trang 37
Lời giải chi tiết SGK Lớp 9 · Môn Khoa Há»c Tá»± NhiĂªn · Trang 37–38
Hai trang này phần lớn là lý thuyết và mô tả thí nghiệm về lăng kính, hiện tượng tán sắc ánh sáng. Mình sẽ giải đầy đủ tất cả câu hỏi xen trong bài.
Câu 1 (Hoạt động đầu mục)
Đề bài: Hãy chỉ ra góc chiết quang, mặt bên, cạnh và đáy của lăng kính có trong phòng thí nghiệm.
Cách giải
Lăng kính trong phòng thí nghiệm thường là một khối thủy tinh trong suốt, có dạng hình lăng trụ tam giác (giống hình 7.6 với ba đỉnh A, B, C). Các bộ phận của nó như sau:
- Hai mặt bên: là hai mặt phẳng trong suốt mà ánh sáng đi vào và đi ra. Trong hình đó là hai mặt AB và AC.
- Cạnh của lăng kính: là đường giao nhau của hai mặt bên, tức là cạnh chứa đỉnh A.
- Góc chiết quang A: là góc tạo bởi hai mặt bên, chính là góc ở đỉnh A (nằm ngay tại cạnh).
- Đáy của lăng kính: là mặt nằm đối diện với cạnh, tức là mặt BC.
Tóm lại: hai mặt nghiêng vào nhau là mặt bên, chỗ chúng gặp nhau là cạnh, góc ở chỗ đó là góc chiết quang A, còn mặt nằm dưới đối diện là đáy.
💡 Mẹo nhớ: "Hai bên chụm lại thành cạnh, góc chụm là chiết quang, mặt còn lại là đáy."
Câu 2 (Thí nghiệm 1 – ý 1)
Đề bài: Mô tả đường đi của tia sáng qua lăng kính mà em quan sát được.
Cách giải
Khi chiếu chùm ánh sáng trắng từ đèn vào một mặt bên của lăng kính, ta quan sát thấy:
- Chùm sáng bị gãy khúc (khúc xạ) hai lần: một lần khi đi vào mặt bên thứ nhất và một lần khi đi ra ở mặt bên thứ hai.
- Sau khi qua lăng kính, chùm sáng bị lệch về phía đáy của lăng kính so với hướng ban đầu.
- Đặc biệt, chùm sáng trắng không còn đi theo một đường nữa mà tách thành nhiều chùm sáng màu đi theo các phương khác nhau, tạo thành một dải màu trên màn hứng.
Tia sáng trắng vào lăng kính → khúc xạ → tách thành nhiều màu → ló ra lệch về phía đáy → tạo dải màu trên màn.
Câu 3 (Thí nghiệm 1 – ý 2)
Đề bài: Viết ra thứ tự các màu xuất hiện trên màn.
Cách giải
Trên màn xuất hiện một dải màu liên tục giống cầu vồng, lần lượt theo thứ tự:
Đỏ → Da cam → Vàng → Lục → Lam → Chàm → Tím
Trong đó ánh sáng màu đỏ bị lệch ít nhất (nằm phía trên), còn ánh sáng màu tím bị lệch nhiều nhất (nằm phía dưới, gần đáy hơn).
💡 Mẹo nhớ: "Đỏ da vàng lục lam chàm tím" – đọc xuôi theo thứ tự lệch tăng dần từ đỏ đến tím.
Câu 4 (Thí nghiệm 1 – ý 3)
Đề bài: Những màu sắc khác nhau cho biết điều gì về thành phần của chùm ánh sáng chiếu tới?
Cách giải
Việc chùm sáng trắng tách ra thành nhiều màu cho biết:
- Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc (chỉ một màu), mà là hỗn hợp của nhiều ánh sáng màu khác nhau, từ đỏ đến tím.
- Lăng kính chỉ có tác dụng tách riêng các ánh sáng màu vốn đã có sẵn trong chùm sáng trắng, chứ không "tạo ra" màu mới.
Kết luận: Ánh sáng trắng được tạo thành từ bảy ánh sáng màu cơ bản (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) trộn lại với nhau.
Câu 5 (Thí nghiệm 2 – ý 1)
Đề bài: Khi chiếu ánh sáng qua tấm kính lọc sắc đến mặt bên lăng kính, ánh sáng có bị tách thành nhiều màu không?
Cách giải
Không. Khi cho ánh sáng trắng đi qua tấm kính lọc sắc (màu đỏ hoặc màu tím) rồi mới chiếu vào mặt bên lăng kính, trên màn ta chỉ thu được một vệt sáng có một màu đúng bằng màu của kính lọc:
- Dùng kính lọc đỏ → trên màn chỉ có vệt sáng màu đỏ.
- Dùng kính lọc tím → trên màn chỉ có vệt sáng màu tím.
Lí do là vì sau khi qua kính lọc sắc, ánh sáng đã trở thành ánh sáng đơn sắc (chỉ còn một màu). Mà ánh sáng đơn sắc thì không bị tán sắc (không bị tách màu) khi đi qua lăng kính.
Câu 6 (Thí nghiệm 2 – ý 2)
Đề bài: So sánh góc lệch của tia sáng màu đỏ và màu tím.
Cách giải
Khi cùng đi qua một lăng kính:
- Tia sáng màu tím bị lệch nhiều hơn.
- Tia sáng màu đỏ bị lệch ít hơn.
Góc lệch của tia tím > góc lệch của tia đỏ.
Nguyên nhân là chiết suất của chất làm lăng kính đối với ánh sáng tím lớn hơn đối với ánh sáng đỏ, nên ánh sáng tím bị "bẻ cong" mạnh hơn.
💡 Mẹo nhớ: "Tím lệch nhiều, đỏ lệch ít" – chính vì vậy mà trong dải màu, tím luôn nằm gần đáy lăng kính nhất.
Câu 7 (Câu hỏi vận dụng cuối mục II)
Đề bài: Ở hoạt động khởi động, hãy giải thích sự tán sắc ánh sáng mặt trời qua lăng kính.
Cách giải
Ta giải thích theo ba bước:
- Ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng, mà ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu từ đỏ đến tím.
- Khi chùm sáng trắng này đi qua lăng kính, mỗi ánh sáng màu bị khúc xạ (lệch) một góc khác nhau: ánh sáng đỏ lệch ít nhất, ánh sáng tím lệch nhiều nhất, các màu còn lại lệch ở mức trung gian.
- Vì lệch theo các phương khác nhau nên các ánh sáng màu tách rời nhau ra và tạo thành một dải màu liên tục (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) giống cầu vồng trên màn.
Hiện tượng tách ánh sáng trắng thành dải nhiều màu như vậy gọi là sự tán sắc ánh sáng.
🎯 Ghi nhớ: - Lăng kính có 2 mặt bên, 1 cạnh, 1 đáy và góc chiết quang A. - Ánh sáng trắng qua lăng kính bị tán sắc thành 7 màu: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. - Ánh sáng trắng = hỗn hợp nhiều ánh sáng màu. - Ánh sáng đơn sắc (một màu) không bị tán sắc qua lăng kính. - Tia tím lệch nhiều nhất, tia đỏ lệch ít nhất.