Mở đầu (trang 24) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Khi quan sát dưới ánh sáng mặt trời, ta thấy các viên pha lê ở hình 4.1 có nhiều màu sắc. Vì sao lại có hiện tượng như vậy?
Trả lời:
- Pha lê và cấu trúc tinh thể: Pha lê có một cấu trúc tinh thể đặc biệt, và khi ánh sáng đi qua nó, các phân tử trong pha lê tương tác với ánh sáng vì vậy nó giống như 1 lăng kính.
- Tán sắc ánh sáng: Khi ánh sáng đi qua pha lê, nó bị tán sắc thành các màu sắc riêng biệt vì hiện tượng tán sắc ánh sáng.
- Dải màu: Do sự tán sắc, chúng ta thấy một dải màu, giống như cầu vồng, trải dài trên bề mặt hoặc trong bóng tối của các viên pha lê.
Tóm lại, hiện tượng này là kết quả của sự tán sắc ánh sáng khi đi qua pha lê, và nó giúp tạo ra các màu sắc rực rỡ mà chúng ta thường thấy khi quan sát dưới ánh sáng mặt trời.
I. Tán sắc ánh sáng qua lăng kính
1. Lăng kính
Câu hỏi 1 (trang 24) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Nêu một số vật trong suốt xung quanh em có hình dạng giống như lăng kính.
Trả lời:
- Quả bóng
- Chén trà
- Đèn trang trí
- Thủy tinh
- Đồ trang sức
2. Đường đi của tia sáng qua lăng kính
Hoạt động Thực hành (trang 25) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Chuẩn bị
Lăng kính, đèn laser, đèn sợi đốt (phát ra ánh sáng trắng tương tự như ánh sáng mặt trời), bảng thép.
Tiến hành thí nghiệm và thảo luận
- Gắn đèn laser và lăng kính lên bảng thép như hình 4.4. Bật đèn chiếu tia sáng tới một mặt bên của lăng kính sao cho tia sáng hướng về phía đỉnh của lăng kính.
- Quan sát tia sáng đi ra ở mặt bên kia của lăng kính (tia ló). Mô tả bằng hình vẽ đường đi của tia sáng qua lăng kính.
- Thay đèn laser bằng đèn sợi đốt, lặp lại các bước thí nghiệm trên, quan sát hiện tượng xảy ra và rút ra nhận xét.
Trả lời:
- Khi chiếu đèn laser sao cho tia sáng màu đỏ đi qua lăng kính hướng về phía đỉnh của lăng kính, ta thấy tia sáng đi ra ở mặt bên kia của lăng kính lệch về phía đáy của lăng kính so với tia tới và không bị đổi màu.
- Khi chiếu đèn sợi đốt sao cho tia sáng của đèn sợi đốt đi qua lăng kính hướng về phía đỉnh của lăng kính, ta thấy tia sáng đi ra ở mặt bên kia của lăng kính bị phân tách thành các màu đơn sắc khác nhau từ đỏ tới tím và đều lệch về phía đáy của lăng kính.
Luyện tập 1 (trang 25) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Dựa vào quang phổ thu được trong thí nghiệm, so sánh chiết suất của lăng kính với các ánh sáng đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
Lời giải:
- Chiết suất của lăng kính với các ánh sáng theo thứ tự tăng dần: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
Luyện tập 2 (trang 26) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Chiếu một chùm ánh sáng trắng rộng, song song tới lăng kính như hình 4.7. Dự đoán hình ảnh thu được ở màn quan sát chắn chùm sáng ló ở mặt bên kia của lăng kính (dùng hình vẽ để giải thích cho dự đoán của mình).
Lời giải:
- Hình ảnh thu được ở màn là dải 7 màu từ đỏ đến tím.
II. Màu sắc các vật
Câu hỏi 2 (trang 26) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Ở hình 4.9, vật nào hấp thụ ánh sáng màu nhiều nhất, vật nào hấp thụ ánh sáng màu ít nhất.
Trả lời:
- Vật hấp thụ ánh sáng màu nhiều nhất: vật màu đen.
- Vật hấp thụ ánh sáng màu ít nhất: vật màu trắng.
Luyện tập 3 (trang 26) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Dưới ánh nắng mặt trời, ta nhìn thấy bông hoa cúc có màu vàng. Hãy giải thích vì sao.
Lời giải:
- Dưới ánh nắng mặt trời, ta nhìn thấy bông hoa cúc có màu vàng vì cánh hoa cúc đã hấp thụ các màu khác và cho phản xạ ánh sáng màu vàng tới mắt.
Luyện tập 4 (trang 26) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Vào ban đêm, nếu dùng ánh sáng đỏ từ đèn laser chiếu vào bông hoa cúc vàng ở trên thì ta sẽ nhìn thẩy bông hoa cúc có màu gì?
Lời giải:
- Hoa cúc vàng có màu vàng do chứa sắc tố carotenoid. Carotenoid hấp thụ ánh sáng xanh và phản xạ ánh sáng vàng, do đó ta nhìn thấy hoa có màu vàng.
- Ánh sáng đỏ từ đèn laser không được carotenoid hấp thụ, mà sẽ bị phản xạ lại môi trường xung quanh.
- Do không có ánh sáng nào được phản xạ từ hoa cúc vàng vào mắt ta, ta sẽ nhìn thấy hoa có màu đen.
Câu hỏi 3 (trang 27) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Kể tên một số loại kính lọc màu và mô tả hiện tượng khi ánh sáng mặt trời truyền qua các kính lọc màu đó.
Trả lời:
- Một số loại kính lọc màu: kính lọc màu đỏ, kính lọc màu đen, kính lọc màu lục, kính lọc màu trắng, …
- Mô tả hiện tượng:
+ Khi ánh sáng mặt trời truyền qua kính lọc màu đỏ, các ánh sáng màu khác màu đỏ bị kính lọc màu đỏ hấp thụ và cho ánh sáng màu đỏ truyền qua.
+ Khi ánh sáng mặt trời truyền qua kính lọc màu đen, các ánh sáng màu đều bị kính lọc màu đen hấp thụ hết và không cho ánh sáng nào truyền qua.
+ Khi ánh sáng mặt trời truyền qua kính lọc màu lục, các ánh sáng màu khác màu lục bị kính lọc màu lục hấp thụ và cho ánh sáng màu lục truyền qua.
+ Khi ánh sáng mặt trời truyền qua kính lọc màu trắng, các ánh sáng màu khác nhau đều được truyền qua kính lọc.
Luyện tập 5 (trang 27) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Giải thích hiện tượng ở phần mở đầu
Lời giải:
- Viên pha lê có nhiều màu sắc dưới ánh sáng mặt trời là do hiện tượng tán sắc ánh sáng. Ánh sáng mặt trời bị khúc xạ bởi các nguyên tử trong viên pha lê, tạo ra hiệu ứng tán sắc và làm cho viên pha lê lấp lánh nhiều màu sắc.
Vận dụng (trang 27) Khoa học tự nhiên 9 Cánh Diều Bài 4: Ở hình 3.3, nếu thay ánh sáng đỏ bằng ánh sáng trắng chiếu tới khối thuỷ tinh thì có xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng không? Em hãy dùng hình vẽ để giải thích dự đoán của em và làm thí nghiệm để kiểm chứng.
Lời giải:
- Khi ánh sáng trắng chiếu vào khối thủy tinh, có thể xảy ra được hiện tượng tán sắc ánh sáng (khả năng rất thấp). Khi ánh sáng trắng chuyển từ không khí sang thủy tinh, ánh sáng bị phân tách và tạo ra dải màu sắc, giống như một cầu vồng.
- Tuy nhiên, đối với thủy tinh, hiện tượng tán sắc này thường không rõ ràng bằng như với các vật liệu khác như viên pha lê hay các chất có cấu trúc tinh thể đặc biệt. Điều này là do cấu trúc của thủy tinh nên hiệu ứng tán sắc không được thể hiện rõ như trong một số vật liệu khác.
Tìm hiểu thêm: Trong hội họa, người ta có thể tạo ra màu sắc các vật bằng cách trộn các màu này với nhau.
Ví dụ, khi trộn màu đỏ với màu lục thì được màu vàng; khi trộn màu đỏ với màu lam thì được màu tím (hình 4.12).
Em hãy tìm hiểu và nêu thêm một số trường hợp trộn màu khác.
Trả lời:
- Khi trộn màu lục với màu lam ta thu được màu xanh da trời.
- Khi trộn màu đỏ với màu lục và màu lam ta thu được màu trắng.
