Giải bài tập SGK Vật lý 9 Bài 53: Sự phân tích ánh sáng trắng

Hãy mô tả màu sắc của dải nhiều màu nói ở trong thí nghiệm 1.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được nội dung thí nghiệm 1 trong SGK

Hướng dẫn giải

- Có dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím (màu cầu vồng).

- Ở phía này là màu đỏ, rồi đến da cam, vàng,... phía kia là màu tím.

Mô tả hình ảnh quan sát được trong hai trường hợp a và b trong thí nghiệm 2.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được nội dung thí nghiệm 2 trong SGK

Hướng dẫn giải

- Khi chắn khe K bằng tấm lọc màu đỏ thì ta thấy có vạch màu đỏ, bằng tấm lọc màu xanh thì có vạch xanh, hai tấm vạch này không nằm cùng 1 chỗ

- Khi chắn khe K bằng tấm lọc nửa trên màu đỏ, nửa dưới màu xanh thì ta thấy đồng thời cả hai vạch đỏ và xanh nằm lệch nhau. Nếu có một phần của các ánh sáng này chồng lên nhau sau tấm lọc thì ở đó ta thấy ánh sáng màu vàng là kết quả chồng nhau của 2 màu xanh và đỏ.

Em hãy dựa vào các kết quả quan sát được ở trên để nhận định sự đúng, sai của các ý kiến sau:

- Lăng kính đã nhuộm các màu khác nhau cho chùm sáng trắng.

- Trong chùm sáng trắng có chứa sẵn các ánh sáng màu. Lăng kính chỉ có tác dụng tách các chùm sáng màu đó ra, cho mỗi chùm đi theo một phương vào mắt.

Phương pháp giải

- Lăng kính không phải là tấm lọc màu

- Lăng kính chỉ có tác dụng tách các chùm sáng màu

Hướng dẫn giải

- Bản thân lăng kính là một khối chất trong suốt không màu, nên nó không thể đóng vai trò như tấm lọc màu được.

- Nếu lăng kính có tác dụng nhuộm mầu cho chùm tia sáng thì tại sao chỗ này chỉ nhuộm màu xanh, chỗ kia chỉ nhuộm màu đỏ? Trong khi đó các vùng mà các tia sáng đi qua trong lăng kính có tính chất hoàn toàn như nhau. Như vậy chỉ có ý kiến thứ hai đúng.

Tại sao có thể nói thí nghiệm 1 là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng?

Phương pháp giải

Kết quả từ thí nghiệm 1 là từ dải sáng trắng thu được dải sáng màu nên có thể nói đây là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng

Hướng dẫn giải

- Trước lăng kính ta chỉ có một dải sáng trắng.

- Sau lăng kính ta thu được nhiều dải sáng màu.

⇒ Như vậy, lăng kính đã phân tích từ dải sáng trắng nói trên ra nhiều dải sáng màu, nên ta nói thí nghiệm 1 SGK là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng.

Hãy mô tả hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm 3.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được nội dung thí nghiệm 3 trong SGK

Hướng dẫn giải

Khi chiếu ánh sáng trắng vào mặt ghi của 1 đĩa CD và quan sát ánh sáng phản xạ, ta thấy chùm phản xạ có màu cầu vồng thành dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím, nhìn theo phương này có ánh sáng màu này, theo phương khác có ánh sáng màu khác.

- Ánh sáng chiếu đến đĩa CD là ánh sáng màu gì?

- Ánh sáng từ đĩa CD đến mắt ta có những màu nào?

- Tại sao có thể nói thí nghiệm 3 cũng là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng?

Phương pháp giải

- Ánh sáng chiếu đến đĩa CD là ánh sáng trắng, đến mắt ta là dải sáng màu

- Thí nghiệm với đĩa CD cũng thu được kết quả như với thí nghiệm 1

Hướng dẫn giải

- Ánh sáng chiếu đến đĩa CD là ánh sáng trắng.

- Ánh sáng từ đĩa CD đến mắt ta có những dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Tùy theo phương nhìn, ta có thể thấy ánh sáng từ đĩa CD đến mắt ta có màu này hay màu kia.

- Trước khi đến đĩa CD, chùm sáng là chùm sáng trắng. Sau khi phản xạ trên đĩa CD, ta thu được nhiều chùm sáng màu khác nhau truyền theo các phương khác nhau.

⇒ Vậy, thí nghiệm với đĩa CD cũng là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng.

Có thể coi cách dùng các tấm lọc màu như một cách phân tích ánh sáng trắng thành ánh sáng màu được không?

Phương pháp giải

Tấm lọc màu không thể phân tích hết toàn bộ màu sắc có trong nguồn sáng trắng nên không thể coi như một cách phân tích ánh sáng trắng thành ánh sáng màu

Hướng dẫn giải

- Tuy rằng khi chiếu chùm ánh sáng trắng qua tấm lọc màu đỏ ta được ánh sáng đỏ. Nếu thay tấm lọc màu đỏ bằng tấm lọc màu xanh thì ta lại có được ánh sáng xanh. Cứ như thế cho các tấm lọc màu khác, ta sẽ biết được trong chùm sáng trắng có những ánh sáng nào.

- Nhưng nó không thể phân tích hết toàn bộ màu sắc có trong nguồn sáng trắng. Đông thời tấm lọc màu đã hấp thụ tất cả các màu khác của chùm ánh sáng trắng khi đi qua nó và chỉ cho thành phần màu trong chùm ánh sáng trắng trùng với màu của tấm lọc sắc nên ta không thể coi cách dùng các tấm lọc màu như một cách phân tích ánh sáng trắng thành ánh sáng màu được.

Đặt một gương phẳng nằm chếch một góc khoảng 30° vào khay nước. Đặt trước trán một mảnh giấy nhỏ trên có vạch một vạch đen nằm ngang. Bố trí sao cho vạch đen nằm song song với đường giao nhau của mặt gương và mặt nước (hình 53.3 SGK). Hãy nhìn ảnh của vật đen qua phần gương ở trong nước. Mô tả và giải thích hiện tượng quan sát được.

Phương pháp giải

- Đây làm thí nghiệm làm một lăng kính bằng nước

- Dải sáng đi qua lăng kính nước nên nó bị phân tích ra thành nhiều dải sáng màu sắc như cầu vồng

- Khi nhìn vào phần gương sẽ không thấy vạch đen mà thấy một dải nhiều màu

Hướng dẫn giải

- Phần nước nằm giữa mặt gương và mặt nước tạo thành một lăng kính bằng nước

- Xét một dải sáng trắng hẹp phát ra từ mép của vạch đen trên trán, chiếu đến mặt nước. Dải sáng này là khúc xạ vào nước, phản xạ trên gương, trở lại mặt nước, lại khúc xạ ra ngoài không khí và đi vào mắt người quan sát. Dải sáng này coi như đi qua lăng kính nước nói trên, nên nó bị phân tích ra thành nhiều dải sáng màu sắc như cầu vồng.

⇒ Do đó khi nhìn vào phần gương ở trong nước ta sẽ không thấy vạch đen mà thấy một dải nhiều màu.

Nêu một vài hiện tượng thực tế về sự phân tích ánh sáng trắng.

Phương pháp giải

Các hiện tượng thực tế về sự phân tích ánh sáng trắng như: cầu vồng, hà hơi vào tấm kính, ...

Hướng dẫn giải

- Cầu vồng xuất hiện chính là một hiện tượng thực tế về sự phân tích ánh sáng trắng.

- Vào mùa rét, nếu ta hà hơi vào một tấm cửa kính, rồi quan sát ánh sáng qua chổ đó, ta thấy một quầng màu như cầu vồng.

- Tại chân các thác nước, khi có ánh sáng mặt trời chiều vào ta thấy có dải màu cầu vồng do sự phân tích ánh sáng trắng của các đám hạt nước nhỏ được tạo thành do sự chạm của nước chảy xuống với các chỏm đá.