Bài 24. Tán sắc ánh sáng

Sơ đồ tổng quan và các bước thực hiện các trạm học tập.. III.[r]

Trang 1

TÁN SẮC ÁNH SÁNG

I MỤC TIÊU

1 Về kiến thức

- Mô tả được hiện tượng tán sắc ánh sáng

- Nêu được khái niệm ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng

- Nêu được sự phụ thuộc của chiết suất môi trường vào các ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau

2 Về kĩ năng

- Vận dụng được kiến thức về tán sắc ánh sáng, giải thích các hiện tượng tán sắc ánh sáng thường gặp trong thực tế

- Kĩ năng thí nghiệm: Làm thí nghiệm, quan sát, phân tích và rút ra kết luận

- Kĩ năng hợp tác, làm việc theo nhóm và trình bày báo cáo

- Kĩ năng sử dụng máy tính

3 Về phát triển tư duy.

- HS phát triển được ngôn ngữ viết, nói

- HS có khả năng đưa ra các dự đoán về nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng và kiểm tra các dự đoán

- HS có khả năng phân tích, tổng hợp và xử lí thông tin thu được để rút ra kết luận

4 Về thái độ, tình cảm

- HS đón nhận nhiệm vụ học tập của mình một cách tích cực, tự giác, có hứng thú, qua đó rèn luyện và phát triển tính tích cực, tự chủ tìm tòi sáng tạo giải quyết vấn đề

- HS có tinh thần đoàn kết, giúp đỡ lẫn nhau trong quá trình học tập, có tinh thần hợp tác khi làm việc giữa các cá nhân và ý thức trách nhiệm của mỗi HS khi làm việc theo nhóm

- HS có ý thức vận dụng, liên hệ kiến thức về hiện tượng tán sắc ánh sáng với những hiện tượng tán sắc thường gặp trong thực tế

II TỔNG QUAN VỂ CÁC TRẠM HỌC TẬP

TÊN TRẠM/

Tán sắc ánh

sáng

(Bắt buộc)

10 phút

1A

Tán sắc ánh sáng với ánh sáng trắng

Khảo sát sự TSAS trắng bằng thí nghiệm mô phỏng 1B Khảo sát sự TSAS trắng bằng thí nghiệm thật với lăng kínhgắn trên bảng từ 1C Khảo sát sự TSAS trắng bằng thí nghiệm thật với lăng kínhgắn cố định 1D Khảo sát sự TSAS trắng bằng thí nghiệm thật với lăng kínhnước Ánh sáng đơn

sắc

(Bắt buộc)

2A Tán sắc ánh sáng với ánh đơn sắc

Khảo sát sự TSAS đơn sắc bằng thí nghiệm mô phỏng 2B Khảo sát sự TSAS đơn sắc bằng thí nghiệm thật với lăng kính

gắn trên bảng từ

Trang 2

10 phút

2C Khảo sát sự TSAS đơn sắc bằng thí nghiệm thật với lăng kínhgắn cố định 2D Video sự TSAS đơn sắc bằng thí nghiệm thật với lăng kínhgắn trên bảng từ

Tổng hợp ánh

sáng

(Bắt buộc)

10 phút

3A Tổng hợp ánh sáng đơn sắc

Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng bằng thí nghiệm mô phỏng

3B Video tổng hợp các ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng

bằng thí nghiệm thật với lăng kính gắn trên bảng từ 3C Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng bằng thí

nghiệm thật với lăng kính gắn cố định

(Quan sát lại

thí nghiệm

ở trạm 1)

Chiết suất

của môi

trường và ánh

sáng đơn sắc

(Bắt buộc)

10 phút

4A Sự phụ thuộc của chiết suất của môi trường vào ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau

Khảo sát sự TSAS trắng bằng thí nghiệm mô phỏng 4B Khảo sát sự TSAS trắng bằng thí nghiệm thật với lăng kínhgắn trên bảng từ 4C Khảo sát sự TSAS trắng bằng thí nghiệm thật với lăng kính

gắn cố định 4D Khảo sát sự TSAS trắng bằng thí nghiệm thật với lăng kínhnước

Ứng dụng

của hiện

tượng tán sắc

ánh sáng

(Tự chọn 2

trong 4 trạm)

15 phút

5 Đĩa CD Giải thích màu sắc sặc sỡ trên mặt đĩa CD

6 Nguyên tắctrộn màu Tìm hiểu nguyên tắc trộn các màu sắc với nhau

7 Máy quang phổ

Sử dụng của máy quang phổ đơn giản để phân tích một số nguồn sáng

8 Màu sắc của kim cương Giải thích tại sao kim cương lại có màu sắc rực rỡ

Hình 1 Sơ đồ tổng quan và các bước thực hiện các trạm học tập

III CHUẨN BI

1A Máy tính với thí nghiệm mô phỏng của PGS.TS Nguyễn XuânThành

Thí nghiệm 10 – Phần: hiện tượng tán sắc ánh sáng

1B Bộ thí nghiệm tán sắc ánh sáng gồm: bảng từ, nguồn điện không

đổi 12V, đèn có khe hẹp, 01 lăng kính, màn quan sát.

1C Bộ thí nghiệm tán sắc ánh sáng gồm: nguồn điện không đổi 12V,

đèn có khe hẹp, 01 lăng kính, màn quan sát gắn cố định.

Trang 3

1D Đèn chiếu ánh sáng trắng, đĩa nước, gương phẳng, màn quan sát

2A Máy tính với thí nghiệm mô phỏng của PGS.TS Nguyễn Xuân

Thành – Trường ĐHSP Hà Nội

Thí nghiệm 10 – Phần: ánh sáng đơn sắc

2B Máy tính có video thí nghiệm về hiện tượng tán sắc ánh sáng page 3 of 3

2C Bộ thí nghiệm tán sắc ánh sáng gồm: bảng từ, nguồn điện khôngđổi 12V, đèn có khe hẹp, 01 lăng kính, màn quan sát, kính lọc

sắc.

2D

Bộ thí nghiệm tán sắc ánh sáng gồm: nguồn điện không đổi 12V,

đèn có khe hẹp, 01 lăng kính, màn quan sát gắn cố định, kính lọc

sắc.

3A Máy tính với thí nghiệm mô phỏng của PGS.TS Nguyễn XuânThành Thí nghiệm 10 – Phần: tổng hợp ánh sáng trắng 3B Máy tính có video thí nghiệm về hiện tượng tán sắc ánh sáng page 4 of 4

3C

Bộ thí nghiệm tán sắc ánh sáng gồm: nguồn điện không đổi 12V,

đèn có khe hẹp, 01 lăng kính, màn quan sát gắn cố định, kính

lúp, màn quan sát di động.

3D Bộ thí nghiệm tán sắc ánh sáng gồm: nguồn điện không đổi 12V,đèn có khe hẹp, 01 lăng kính, màn quan sát gắn cố định; thấu

kính hội tụ.

4 Thí nghiệm trạm 1

5 04 đĩa CD

6

Bộ thí nghiệm trộn màu; kính lọc sắc các màu đỏ, lục, lam…;

màn quan sát; cách quạt có nhiều màu, nguồn điện không đổi 3V

- 12V

7 Máy quang phổ đơn giản, tự tạo; nhiều nguồn sáng khác nhau(dàn đèn nháy, đèn Led nhiều màu, đèn laze, đèn pin…)

8 Ảnh viên kim cương, những hạt đá trang trí nhiều màu

IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1 Ổn định lớp (5 phút)

- Kiểm tra sĩ số

- Chia nhóm (04 nhóm), bầu nhóm trưởng, thư kí

2 Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động 1: Xây dựng tình huống có vấn đề (3 phút)

Sau cơn mưa hoặc bên cạnh các thác nước ta thường thấy có cầu vồng với màu sắc rực rỡ Đó là hiện tượng tán sắc ánh sáng, bản chất của hiện tượng đó là gì các em hãy tìm hiểu nội dung bài học thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ ở các trạm học tập

Hoạt động 2: Giới thiệu nội dung kiến thức cần học và hệ thống các trạm học tập (12 phút)

- Nội dung kiến thức cần tìm hiểu trong bài

học: hiện tượng tán sắc ánh sáng, ánh sáng

đơn sắc, tổng hợp ánh sáng trắng và các

ứng dụng của hiện tượng tán sắc

- Đưa ra bảng tổng quan và sơ đồ tổng

quan các trạm Giới thiệu các trạm bắt

- Nhận thức vấn đề bài học

- Theo dõi bảng tổng quan các trạm học tập

Trang 4

buộc, tự chọn Thống nhất nội quy học tập

và thời gian thực hiện nhiệm vụ ở các trạm

Thời gian để thực hiện các trạm bắt buộc

và tự chọn

- Giao phiếu học tập và phiếu theo dõi hoạt

động của nhóm

- Nhận phiếu học tập và phiếu theo dõi hoạt động của nhóm

Hoạt động 3: Thực hiện nhiệm vụ tại các trạm bắt buộc (50 phút)

- Theo dõi quá trình làm việc của học sinh,

hướng dẫn cho HS khi HS đã sử dụng các

phiếu trợ giúp mà vẫn chưa thực hiện được

nhiệm vụ của các trạm đặt ra

- Thực hiện nhiệm vụ tại trạm 1 Sau đó luân chuyển sang các trạm bắt buộc còn lại

- Thảo luận và hoàn thành các yêu cầu trong phiếu học tập

Hoạt động 4: Tổ chức báo cáo, trao đổi, đánh giá và rút ra kiến thức cần xây dựng (10 phút)

- Yêu cầu các nhóm cử đại diện lên báo cáo

kết quả cho từng trạm

- GV nhận xét và khái quát hóa kiến thức

Rút ra các khái niệm về hiện tượng tán sắc

ánh sáng, ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng

- Yêu cầu HS giải thích hiện tượng tán sắc

ánh sáng

- Các nhóm cử đại diện trình bày kết quả làm được ở các trạm

- Chú ý lắng nghe

- Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng

Hoạt động 5: Thực hiện nhiệm vụ tại các trạm tự chọn (15 phút)

- Yêu cầu HS lựa chọn và thực hiện ít nhất

02 trạm tự chọn về ứng dụng của hiện

tượng tán sắc ánh sáng

- Theo dõi quá trình làm việc của HS,

hướng dẫn cho HS khi HS đã sử dụng các

phiếu trợ giúp mà vẫn chưa thực hiện được

nhiệm vụ của các trạm đặt ra

- Thực hiện nhiệm vụ tại các trạm tự chọn theo thứ tự bất kì

- Thảo luận và hoàn thành các yêu cầu trong phiếu học tập

Hoạt động 6: Tổng kết bài học(5 phút)

- GV nêu một số ứng dụng của hiện tượng

tán sắc ánh sáng

- Giao nhiệm vụ về nhà cho HS

- Ghi nhận kiến thức

- Nhận nhiệm vụ

Trang 6

V HỆ THỐNG CÁC PHIấ́U HỌC TẬP

PHIấ́U HỌC TẬP

Cõ̀u vụ̀ng là hiợ̀n tượng tán sắc ánh sáng thường

gặp trong cuụ̣c sụ́ng.

Thế nào là hiện tợng tán sắc ánh sáng?

Thiết kế thí nghiệm để xảy ra hiện tợng tán sắc ánh sáng?

Dụng cụ cần có:

Mô tả hình ảnh quan sát đợc:

PHIếU HọC TậP

Dự đoán: Liệu có phải lăng kính đã nhuộm màu cho ánh sáng?

Tách lấy một màu nhất định cho truyền qua lăng kính, kiểm tra ánh sáng có

bị đổi màu không?

Hình ảnh quan sát đợc:

Trang 7

Thế nào là ánh sáng trắng?

Thiết kế thí nghiệm để tổng hợp đợc ánh sáng trắng

từ các ánh sáng có màu sắc khác nhau?

Nguyên nhân của hiện tợng tán sắc ánh sáng:

TRạM 4 sự phụ thuộc của chiết suất môi trờng vào các ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau Góc lệch của một tia sáng (một màu) khúc xạ

qua lăng kính có góc chiết quang A < 10 0

đợc xác định bằng công thức: D = A (n -1 )

Sử dụng các thí nghiệm ở trạm 1 để quan sát và so sánh góc lệch của cá tia sáng màu: đỏ, cam, vàng, lục lam, tràm, tím?

(Điền dấu thích hợp vào ô trống <, >, =)

Nhận xét về sự phụ thuộc của chiết suất thủy tinh (hoặc của môi trờng trong suốt)

vào các ánh sánh có màu khác nhau nh thế nào?

TRạM 5 MàU SắC TRÊN MặT ĐĩA CD

Giải thích hiện tợng trên mặt đĩa CD có màu sắc sặc sỡ?

A

D

n

Trang 8

TRạM 6 Màu sắc rực rỡ của kim cơng

Viờn kim cương

lớn nhṍt thờ́ giới – Star of Africa

Giải thích tại sao kim cơng lại có nhiều màu rực rỡ ?

Khi trộn các màu đơn sắc với nhau thì kết quả nh thế nào?

Màu sắc quan sát đợc:

VI H TH NG C C PHI U H C T P Ệ Ố Á Ế Ọ Ậ

Phiếu đáp án

Trạm 1

TÁN SẮC VỚI ÁNH SÁNG TRẮNG

Cõ̀u vụ̀ng là hiợ̀n tượng tán sắc ánh sáng thường

gặp trong cuụ̣c sụ́ng.

Trang 9

Khi nào xảy ra hiện tợng tán sắc ánh sáng?

Hiện tợng tán sắc ánh sáng xảy ra khi chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính

Thiết kế thí nghiệm để xảy ra hiện tợng tán sắc ánh sáng ?

Mô tả hình ảnh quan sát đợc:

Chùm ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính không những bị lệch về phía đáy mà còn bị tách thành nhiều chùm sáng có màu khác nhau, biến thiên liên tục từ đỏ đến tím

Thế nào là hiện tợng tán sắc ánh sáng?

Hiện tợng tán sắc ánh sáng là hiện tợng chiếu ánh sáng qua lăng kính bị tách thành dải sáng có nhiều màu

PHIếU đáp án

Dự đoán: Liệu có phải lăng kính đã nhuộm màu cho ánh sáng?

Tách lấy mét màu nhất định cho truyền qua lăng kính, kiểm tra ánh sáng có bị đổi màu không?

Trang 10

Trạm 2C Trạm 2D

Hình ảnh quan sát đợc: Dải màu sau lăng kính không bị đổi màu

Thế nào là ánh sáng trắng?

ánh sáng trắng là tập hợp của nhiều ánh sáng có màu khác nhau

Thiết kế thí nghiệm để tổng hợp đợc ánh sáng trắng

tõ các ánh sáng có màu sắc khác nhau?

Trạm 3C

Khi tập hợp dải ánh sáng màu biến thiên liên tục thu đợc chùm ánh sáng trắng

Nguyên nhân của hiện tợng tán sắc ánh sáng: ánh sáng trắng gồm nhiều màu sắc khác

nhau, khi đi qua lăng kính chúng đã bị tách ra

Trang 11

TRạM 4 sự phụ thuộc của chiết suất môi trờng vào các ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau

Góc lệch của một tia sáng (một màu) khúc xạ

qua lăng kính có góc chiết quang A < 10 0

đợc xác định bằng công thức: D = A (n -1 )

Sử dụng các thí nghiệm ở trạm 1 để quan sát và so sánh

góc lệch của cá tia sáng màu: đỏ, cam, vàng, lục lam, tràm, tím?

(Điền dấu thích hợp vào ô trống <, >, =)

Nhận xét về sự phụ thuộc của chiết suất thủy tinh (hoặc của môi trờng trong suốt)

vào các ánh sánh có màu khác nhau nh thế nào?

Chiết suất của mọi môi trờng trong suốt có giá trị khác nhau đối với ánh sáng có màu khác nhau, giá trị nhỏ nhất đối với ánh sáng đỏ, lớn nhất đối với ánh sáng tím

Giải thích hiện tợng trên mặt đĩa CD có màu sắc sặc sỡ?

Đĩa CD là mét đĩa tròn làm bằng nhựa, trên có phủ líp nhôm phản xạ tèt ánh sáng Thông tin ghi trên đĩa theo đờng xoáy trôn èc gọi là track, có thể xem nh là rất nhiều các vòng tròn đồng tâm nằm rất sát nhau, cách đều nhau Khi chiếu ánh sáng vào đĩa CD, các tia sáng phản xạ tõ các bờ rãnh của đĩa sẽ gặp nhau Tùy theo phơng nhìn mà ta có thể quan sát đợc quang phổ của dải dải sáng chiếu vào đĩa

lớn nhṍt thờ́ giới – Star of Africa

Giải thích tại sao kim cơng lại có nhiều màu rực rỡ ?

A

D

n

Trang 12

- Bản chất của kim cơng là cacbon kết tinh Chiết suất của kim cơng rất lớn (n = 2,42) Khi kim cơng ở trong không khí, góc giới hạn của tia sáng tới để xảy ra phản xại toàn phần là rất nhỏ igh = 240 Ngời ta thờng cắt gọt viên kim cơng thành các khối có nhiều mặt Khi một tia sáng chiếu tới nó sẽ bị khúc xạ và phản xạ toàn phần nhiều lần giữa các mặt trớc khi ló ra tới mắt ta, nên ta thấy ánh sáng từ viên kim cơng lóe ra rất sáng

- Mặt khác ánh sáng Mặt Trời khi tới kim cơng là ánh sáng trắng, khi qua kim cơng ánh sáng đã bị tán sắc thành nhiều màu, do đó ta thấy kim cơng lấp lánh nhiều màu rực rỡ

Khi trộn các màu đơn sắc với nhau thì kết quả nh thế nào?

Trộn các màu đơn sắc khác nhau ta đợc một màu khác

Nguyên tắc trộn màu:

- Mắt ngời nhạy cảm với ba vùng quang phổ (gần tơng ứng với vùng màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam trên quang phổ), nên phối màu phát xạ thờng chỉ cần dùng ba nguồn sáng có màu đỏ, xanh lá cây, xanh lam gọi là màu gốc để tạo ra cảm giác về hầu hết các màu sắc

- Hai tia sáng cùng cờng độ thuộc hai trong ba màu gốc màu

đỏ, xanh lá cây, xanh lam chồng lên nhau sẽ tạo nên màu thứ

cấp:

Đỏ + Lục = Vàng

Đỏ + Lam = Cánh sen

Lam + Lục = Hồ thủy

- Ba tia sáng thuộc ba màu gốc cùng cờng độ chồng lên nhau sẽ tạo nên màu trắng Thay

đổi cờng độ sáng của các nguồn sẽ tạo ra đủ gam màu của ba màu gốc

Trang 13

PHIẾU 1

- Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra

khi ánh sáng qua lăng kính.

- Phương án thí nghiệm: Chiếu ánh

sáng qua lăng kính (lăng kính thủy

tinh, lăng kính nước).

PHIẾU 2 (Thí nghiệm tán sắc ánh sáng qua lăng kính

thủy tinh) Để quan sát rõ được dải ánh sáng bị

tán sắc nên đặt lăng kính các đèn 5cm,

màn cách lăng kính khoảng 80cm

PHIẾU 2 (Thí nghiệm tán sắc ánh sáng qua lăng kính

nước) Để quan sát rõ được dải ánh sáng bị tán sắc nên đặt gương chìm dưới nước, nghiêng so với đáy khay Chiếu ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng từ đèn phát ánh sáng trắng Dùng màn hứng chùm tia phản xạ từ gương, điều chỉnh độ nghiêng của gương hoặc vị trí của đèn để thu dải màu rõ nét.

PHIẾU 2 (Thí nghiệm mô phỏng hiện tượng tán sắc

ánh sáng)

Di chuột đến 04 biểu tượng nhỏ ở góc

trên bên phải, đọc thông tin ở phần

“dụng cụ thí nghiệm” và “trợ giúp”.

PHIẾU 2 (Thí nghiệm tán sắc ánh sáng với bộ lăng

kính gắn sẵn) Xoay lăng kính để thu được dải quang phổ sắc nét, xoay màn quan sát để hứng dải quang phổ

PHIẾU 2 (Thí nghiệm tán sắc ánh sáng với bộ lăng

kính gắn sẵn) Xoay lăng kính để thu được dải quang

phổ sắc nét, xoay màn quan sát để

hứng dải quang phổ.

PHIẾU 3 Nhận xét về hiện tượng: Chùm ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính không những bị lệch về phía đáy của lăng kính mà còn bị tách thành dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Chùm sáng màu đỏ bị lệch ít nhất, chùm sáng màu tím bị lệch nhiều nhất.

Định dạng
Số trang	14
Dung lượng	12,79 MB