SKKN Hướng dẫn học sinh lớp 12 phương pháp giải nhanh bài tập tán sắc ánh sáng
Trong một thế giới đang biến động từng giây bởi sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ thì vấn đề đào tạo con người có tri thức, có đạo đức, có năng lực làm việc, lĩnh hội và sử dụng công nghệ hiện đại đã đặt ra một trách nhiệm cho toàn ngành giáo dục và cả xã hội. Nghị quyết TW 2 khóa VIII đã chỉ rõ: "Đổi mới phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh"
Trước tình hình đó nền giáo dục của nước ta phải đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc và toàn diện để tạo cho đất nước đội ngũ nhân lực có tri thức, có tay nghề vững vàng và đủ khả năng hội nhập, theo kịp yêu cầu của đất nước nói riêng và thế giới nói chung. Phát triển giáo dục, đào tạo là một trong những động lực quan trọng thúc đấy sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, là điều kiện để phát huy nguồn lực con người, là yếu tố cơ bản để phát triển xã hội.
Để đáp ứng được các đòi hỏi của xã hội ngành giáo dục phải đổi mới cả chương trình giáo dục, đổi mới phương pháp giảng dạy và cả đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá cho phù hợp. Nhà trường phổ thông không chỉ trang bị cho học sinh kiến thức, kĩ năng mà phải trang bị cho học sinh những năng lực sáng tạo, những kiến thức được ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Chính vì vậy đòi hỏi người giáo viên phải giảng dạy nghiêm túc, chú ý nhiều đến khả năng phân tích, tổng hợp, giải quyết vấn đề của học sinh. Học sinh phải có ý thức học tập thật sự, xây dựng được động lực học đúng đắn, nắm bắt và giải quyết vấn đề một cách nhanh chóng.
Vật lý là một trong những môn học có hệ thống bài tập rất đa dạng và phong phú. Qúa trình giải bài tập có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý ở nhà trường phổ thông. Thông qua việc giải tốt các bài tập vật lý sẽ giúp học sinh có được những kỹ năng so sánh, phân tích, tổng hợp.do đó sẽ góp phần to lớn trong việc phát triển tư duy của học sinh. Đặc biệt giải bài tập vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức có hệ thống cũng như vận dụng những kiến thức đã học vào việc giải quyết những tình huống cụ thể làm cho bộ môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn các em hơn.
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Trong một thế giới đang biến động từng giây bởi sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ thì vấn đề đào tạo con người có tri thức, có đạo đức, có năng lực làm việc, lĩnh hội và sử dụng công nghệ hiện đại đã đặt ra một trách nhiệm cho toàn ngành giáo dục và cả xã hội. Nghị quyết TW 2 khóa VIII đã chỉ rõ: "Đổi mới phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh" Trước tình hình đó nền giáo dục của nước ta phải đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc và toàn diện để tạo cho đất nước đội ngũ nhân lực có tri thức, có tay nghề vững vàng và đủ khả năng hội nhập, theo kịp yêu cầu của đất nước nói riêng và thế giới nói chung. Phát triển giáo dục, đào tạo là một trong những động lực quan trọng thúc đấy sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, là điều kiện để phát huy nguồn lực con người, là yếu tố cơ bản để phát triển xã hội. Để đáp ứng được các đòi hỏi của xã hội ngành giáo dục phải đổi mới cả chương trình giáo dục, đổi mới phương pháp giảng dạy và cả đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá cho phù hợp. Nhà trường phổ thông không chỉ trang bị cho học sinh kiến thức, kĩ năng mà phải trang bị cho học sinh những năng lực sáng tạo, những kiến thức được ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Chính vì vậy đòi hỏi người giáo viên phải giảng dạy nghiêm túc, chú ý nhiều đến khả năng phân tích, tổng hợp, giải quyết vấn đề của học sinh. Học sinh phải có ý thức học tập thật sự, xây dựng được động lực học đúng đắn, nắm bắt và giải quyết vấn đề một cách nhanh chóng. Vật lý là một trong những môn học có hệ thống bài tập rất đa dạng và phong phú. Qúa trình giải bài tập có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý ở nhà trường phổ thông. Thông qua việc giải tốt các bài tập vật lý sẽ giúp học sinh có được những kỹ năng so sánh, phân tích, tổng hợp...do đó sẽ góp phần to lớn trong việc phát triển tư duy của học sinh. Đặc biệt giải bài tập vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức có hệ thống cũng như vận dụng những kiến thức đã học vào việc giải quyết những tình huống cụ thể làm cho bộ môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn các em hơn. Trong việc đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh thì phương pháp trắc nghiệm khách quan là một phương án được Bộ Giáo dục - Đào tạo chọn lựa và đang áp dụng cho môn vật lý trong kỳ thi THPT quốc gia cho nên việc ra đề thi trắc nghiệm để kiểm tra quá trình học tập và để rèn luyện cho học sinh tiếp cận phương pháp trắc nghiệm, cách làm bài tập trắc nghiệm là việc hết sức cần thiết đối với mỗi giáo viên. Với mong muốn tìm được phương pháp giải các bài toán trắc nghiệm một cách nhanh chóng và hiệu quả, đồng thời có khả năng trực quan hóa tư duy của học sinh và lôi cuốn được nhiều học sinh tham gia vào giải bài tập cũng như giúp một số học sinh chưa yêu thích môn vật lý cảm thấy đơn giản hơn trong việc giải các bài tập trắc nghiệm vật lý, tôi chọn đề tài: " Hướng dẫn học sinh lớp 12 phương pháp giải nhanh bài tập tán sắc ánh sáng" II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU. SKKN tập trung phân loại các dạng bài tập một cách có hệ thống, đề xuất phương pháp giải nhanh từng dạng toán nhằm giúp học sinh tiếp cận dễ dàng, logic, đáp ứng tốt nhất yêu cầu thi trắc nghiệm THPT Quốc gia và luyện thi học sinh giỏi. III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Các bài tập phần tán sắc ánh sáng chương trình vật lý lớp 12 Đối tượng sử dụng đề tài: Học sinh học lớp 12 chuẩn bị thi THPT quốc gia. IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Khi tiến hành nghiên cức đề tài tôi sử dụng các phương pháp: - Phương pháp điều tra khảo sát học sinh khối 12 khi học và vận dụng kiến thức phần tán sắc ánh sáng. Trên có sở đó thông kê và sử lý số liệu kết quả của học sinh. - Xây dựng cơ sở lý thuyết. - Xây dựng các dạng toán và phương pháp giải. - Đưa ra một số công thức, ý kiến chưa ghi trong sách giáo khoa nhưng được suy ra khi giải một số bài tập điển hình. - Áp dụng cho học sinh khối 12 học theo phương pháp của đề tài và đánh giá kết quả. - Kiểm tra sự tiếp thu của học sinh bằng các đề ôn luyện. - Đánh giá, đưa ra sự điều chỉnh, bổ sung cho phù hợp. - Cuối phần có các câu trắc nghiệm luyện tập. PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI I.CƠ SỞ LÍ LUẬN. 1. Lý luận dạy học Vật lí. Vật lý phổ thông là môn khoa học thực nghiệm, nó có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hình thành và phát triển tư duy, kỹ năng, kỹ xảo học sinh; là môn học có tính ứng dụng thực tế cao. Chính vì vậy trong quá trình dạy học vật lý thì bài tập vật lý đóng vai trò đặc biệt quan trọng: Bài tập vật lý giúp học sinh củng cố và mở rộng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn Bài tập Vật lí với tư cách là một phương pháp dạy học, nó có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học Vật lí ở nhà trường phổ thông. Thông qua việc giải tốt các bài tập Vật lí các học sinh sẽ có được những kỹ năng so sánh, phân tích, tổng hợp do đó sẽ góp phần to lớn trong việc phát triển tư duy của học. 2. Cơ sở lí thuyết 2.1.Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng . * Chiếu một chùm sáng Mặt trời qua khe hẹp F vào trong một buồng tối . Mặt Trời G F P Đỏ Tím E * Kết quả: - Khi đi qua lăng kính, chùm sáng mặt trời không những bị lệch về phía đáy lăng kính, mà còn trải dài trên màn E thành một dải sáng liên tục nhiều màu. - Dải màu có 7 màu chính: Đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. - Tia đỏ lệch ít nhất, tia tím lệch nhiều nhất. - Dải màu quan sát được là quang phổ của ánh sáng Mặt trời. Ánh sáng Mặt trời là ánh sáng trắng. - Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc. 2.2. Một số khái niệm cơ bản. * Hiện tượng tán sắc ánh sáng: Là hiện tượng lăng kính phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc. * Ánh sáng đơn sắc: là ánh sáng không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu duy nhất được gọi là màu đơn sắc, tương ứng cũng có một giá trị tần số xác định. * Ánh sáng trắng: là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến tím . 2.3. Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng. Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của lăng kính có giá trị khác nhau đối với ánh sắc đơn sắc khác nhau. Chiết suất của ánh sáng tím lớn nhất, và với ánh sánh đỏ là nhỏ nhất. Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím do đó khi đi qua lăng kính các ánh sáng đơn sắc sẽ bị lệch về đáy lăng kính với các góc lệch khác nhau nên chúng không chồng chất lên nhau mà tách thành một dải gồm nhiều màu liên tục. Chú ý: Trong chương trình lớp 11 chúng ta đã biết hệ thức giữa tốc độ truyền ánh sáng trong một môi trường với chiết suất của môi trường , với v là tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường có chiết suất n. Khi ánh sáng truyền từ môi trường (1) sang môi trường (2) thì ta có - Thứ tự sắp xếp của bước sóng và chiết suất lăng kính với các ánh sáng đơn sắc cơ bản : đỏ da cam vàng lục lam chàm tím nđỏ nda cam nvàng nlục nlam nchàm ntím 2.4. Ứng dụng của hiện tượng tán sắc ánh sáng - Ứng dụng trong máy quang phổ: Tách chùm sáng đa sắc thành các thành phần đơn sắc. - Giải thích một số hiện tượng xảy ra trong tự nhiên như hiện tượng cầu vồng bảy sắc. 2.5. Các công thức liên quan: + Phản xạ ánh sáng: + Công thức của định luật khúc xạ ánh sáng: + Phản xạ toàn phần: + Công thức của lăng kính: sini1 = nsinr1; sini2 = n sỉn2 A= r1 + r2; D=( i1 + i2)- A + Độ tụ của thấu kính: - n là chiết suất tỉ đối của vật liệu làm thấu kính đối với môi trường đặt thấu kính. - là bán kính của các mặt cầu thấu kính. II. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn của xã hội, môn Vật lý là một trong những môn học mà đa số học sinh ham mê học vì nó gắn liền với các hiện tượng thực tế cũng như phục vụ cho việc chọn ngành nghề sau khi học xong chương trình phổ thông, nhưng khi làm các bài tập vật lí các em thường lúng túng trong việc định hướng giải. Một số học sinh khá giỏi rất có hứng thú tìm tòi cách giải nhưng phương pháp đại số thì rất dài và dễ sai xót nên không phù hợp với phương pháp kiểm tra đánh giá theo hình thức trắc nghiệm hiện nay. Hơn nữa nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa mới hầu như không dành thời lượng cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hay luyện tập, dẫn đến học sinh không có điều kiện bổ sung, mở rộng và nâng cao kiến thức cũng như rèn kỹ năng giải bài tập. Vì vậy việc phân dạng bài tập trong các chương của sách vật lý lớp 12 là việc làm thiết thực giúp cho học sinh biết vận dụng kiến thức vật lý để giải bài tập, biết sử dụng thành thạo các công cụ toán học trong việc giải bài tập. Cụ thể hơn khi hướng dẫn học sinh giải các bài tập phần tán sắc ánh sáng tôi thấy kiến thức, bài tập rất đa dạng và liên quan nhiều đến kiến thức vật lý lớp 11 trong khi đó nhiều học sinh cho rằng thi THPT quốc gia chỉ thi chương trình 12 nên kiến thức vật lý 11 không được các em chú trọng và nắm vững dẫn đến việc giải bài tập phần tán sắc ánh sáng trở nên khó khăn. Theo phân phối chương trình trong phần này rất ít tiết bài tập, nhất là các lớp không có tiết tự chọn. Vì vậy trong quá trình giảng dạy bộ môn Vật lí ở trường THPT tôi đã cố gắng hệ thống lại kiến thức đặc biệt kiến thức vật lý lớp 11 có liên quan để từ đó hình thành cho học sinh phương pháp, kỹ năng giải bài tập tán sắc ánh sáng. Vấn đề nữa đó là do tính chất đề thi trắc nghiệm rất rộng và rất dài với 50 câu hỏi trắc nghiệm trải dài hết chương trình lớp 12 nên việc hình thành các công thức thu gọn và kĩ năng giải bài tập trắc nghiệm là hết sức cần thiết. III. GIẢI PHÁP Để khắc phục thực trạng trên, tôi đã phân loại các dạng bài tập và đề xuất phương pháp giải nhanh như sau: Loại 1: BÀI TOÁN VỀ NGUYÊN NHÂN CỦA HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG. Phương pháp giải - Định nghĩa: Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc. - Hiện tượng tán sắc ánh sáng chỉ xảy ra khi chùm sáng phức tạp bị khúc xạ qua mặt phân cách hai môi trường có chiết suất khác nhau. - Tia đỏ bị lệch ít nhất ( góc lệch nhỏ nhất, góc khúc xạ lớn nhất) và tia tím lệch nhiều nhất ( góc lệch lớn nhất, góc khúc xạ nhỏ nhất). - Chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím: nđỏ nda cam nvàng nlục nlam nchàm ntím - Chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt: ( và là bước sóng trong chân không và trong môi trường đó). - Chiết suất phụ thuộc vào bước sóng: ( A, B là các hằng số phụ thuộc môi trường và là bước sóng trong chân không). *Chú ý: Hiện tượng phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi cả hai điều kiện sau đây được thỏa mãn: + Ánh sáng đi từ môi trường chiết suất hơn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn. + Góc tới i lớn hơn góc giới hạn igh. Tia sáng đi là là mặt phân cách Tia sáng khúc xạ ra ngoài. Tia sáng bị phản xạ toàn phần. . Các bài tập ví dụ: Bài 1: Một bức xạ đơn sắc có tần số 4.1014 Hz. Biết chiết suất của thủy tinh đối với bức xạ trên là 1,5 và tốc độ ánh sáng trong chân không bằng 3.108 m/s. Bước sóng của nó trong thủy tinh là: A. 0,64. B. 0,50. C. 0,55. D. 0,75. Giải Ta có: . Chọn đáp án B. Bài 2: Bước sóng trong chân không của ánh sáng đỏ là của ánh sáng tím là . Tính bước sóng của các ánh sáng đỏ và ánh sáng tím trong thủy. Biết chiết suất của thủy tinh đối với tia đỏ là 1,5 và đối với tia tím là 1,54. Giải Ta có: Vậy: Bài 3: Phát biểu nào sau đây là sai? A.Trong chân không, mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng xác định. B.Trong chân không, các ánh sáng đơn sắc khác nhau truyền với cùng tốc độ. C.Trong chân không, bước sóng của ánh sáng đỏ nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím. D.Trong ánh sáng trắng có vô số ánh sáng đơn sắc. Giải Trong chân không bước sóng của ánh sáng đỏ lớn hơn bước sóng của ánh sáng tím. Phát biểu C là sai. Chọn đáp án C. Bài 4: Một lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là một tam giác đều ABC đặt trong không khí. Một chùm tia sáng đơn sắc màu lam hẹp song song đến mặt AB theo phương vuông góc cho tia ló đi là là trên mặt AC. Tính chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia màu lam. Thay chùm tia màu lam bằng chùm tia sáng trắng gồm 5 màu đỏ, vàng, lục, lam, tím thì các tia ló ra khỏi mặt AC gồm những màu nào? Giải: Vì tia màu lam hẹp song song đến mặt AB theo phương vuông góc cho tia ló đi là là trên mặt AC nên Ta có i = A = 600 Nhận thấy Chỉ có tia tím bị phản xạ toàn phần. Vậy các tia ló ra là: Đỏ, vàng, lục, lam. Bài 5 : Lăng kính có tiết diện là tam giác cân ABC, góc chiết quang A = 1200, chiết suất của lăng kính đối với mọi ánh sáng đều lớn hơn . Chiếu tia sáng trắng tới mặt bên AB của lăng kính theo phương song song với BC sao cho toàn bộ chùm khúc xạ ở mặt AB truyền xuống BC. Tại BC chùm sáng sẽ : Một phần chùm sáng phản xạ và một phần khúc xạ. Phản xạ toàn phần lên AC rồi ló ra ngoài theo phương song song BC. Ló ra ngoài theo phương song song AB. Ló ra ngoài theo phương song song AC. Giải: Ta có: Xét một tia sáng bất kỳ. Tại mặt bên AB góc tới góc tới tại mặt BC tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt BC và ló ra khỏi BC theo phương song song với BC. Chọn B 3. Bài tập vận dụng: Bài 1: Chiếu chùm sáng hẹp đơn sắc song song màu lục theo phương vuông góc với mặt bên của một lăng kính thì tia ló đi là là trên mặt bên thứ hai của lăng kính. Nếu thay bằng chùm sáng bằng ba ánh sáng đơn sắc: Cam, chàm và tím thì các tia ló ra khỏi lăng kính ở mặt bên thứ hai: Chỉ tia cam. B. Gồm tia chàm và tím. Chỉ có tia tím D. Gồm tia cam và tím. Bài 2: Bước sóng của ánh sáng màu đỏ trong không khí là 0,75. Biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là 4/3. Bước sóng của ánh sáng đỏ trong nước là: . B. . C. D. . Bài 3: Chiết suất của một môi trường trong suốt phụ thuộc bước sóng ánh sáng trong chân không theo công thức , trong đó tính bằng nm. Nếu chiết suất của tia đỏ là 1,28 thì bước sóng của tia này là: A. 745nm. B. 640nm. C. 750nm. D. 760nm Bài 4: Chiếu chùm sáng hẹp gồm hai bức xạ vàng và lam từ trong nước ra không khí sao cho không có hiện tượng phản xạ toàn phần. Nhận định nào sau đây là đúng: Không xác định được sự khác nhau của các góc khúc xạ. Tia vàng đi ra xa pháp tuyến hơn. Tia lam đi ra xa pháp tuyến hơn. Cả hai tia cùng có góc khúc xạ như nhau. Bài 5: Một lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là một tam giác ABC góc chiết quang 450 đặt trong không khí. Một chùm tia sáng đơn sắc màu lục hẹp song song đến theo phương vuông góc với nó cho chùm tia ló ra ngoài nằm sát với mặt bên AC. Tính chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu lục. A. 1,41. B. 1,42. C. 1,43. D. 1,44. Loại 2: BÀI TOÁN VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG. Về loại bài tập này tôi đưa ra các dạng bài tập thường gặp: Dạng 1: TÁN SẮC QUA LĂNG KÍNH. 1. Phương pháp giải: * Chiếu chùm sáng đơn sắc I D A B J S R i1 r1 r2 I2 + Sử dụng công thức lăng kính: sini1 = nsinr1 ; sini2 = n sỉn2 A= r1 + r2 ; D=( i1 + i2)- A + Góc lệch cực tiểu: i1 = i2 r1 = r2 * Chiếu chùm sáng trắng, tất cả các màu đều có cùng góc tới i1. + Khi góc A,i rất nhỏ + Đối với tia đỏ: + Đối với tia tím: + Góc hợp bởi tia ló đỏ và tia ló tím 2. Các bài tập ví dụ Bài 1: Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp song song coi như một tia sáng vào mặt bên AB của lăng kính có góc chiết quang 500, dưới góc tới 600. Chùm tia ló ra khỏi mặt AC gồm nhiều màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là: 1,54 và 1,58. Hãy xác định góc hợp bởi tia đỏ và tia tím ló ra khỏi lăng kính. Giải Áp dụng công thức lăng kính: sini1 = nsinr1; sini2 = n sỉn2 A= r1 + r2; D=( i1 + i2)- A + Đối với tia đỏ: + Đối với tia tím: + Góc hợp bởi tia ló đỏ và tia ló tím Bài 2: Một lăng kính có góc chiết quang 600, chiếu một tia sáng đơn sắc màu cam tới mặt bên AB của lăng kính với góc tới i thì cho tia ló ra khỏi mặt AC với góc lệch cực tiểu bằng 300. Nếu thay bằng ánh sáng đơn sắc khác có chiếu suất 1,3 thì góc lệch của tia ló so với tia tới là: A. 34,650. B. 21,240. C. 23,240. D. 43,450. Giải Khi góc lệch cực tiểu ta có: Áp dụng công thức lăng kính Chọn đáp án B. Bài 3: Một lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác đều ABC, chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp vào mặt bên AB đi từ đáy lên. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là và đối với ánh sáng tím là 1,696. Giả sử lúc đầu lăng kính ở vị trí mà góc lệch D của tia tím là cực tiểu, thì phải quay lăng kính một góc bằng bao nhiêu để tới phiên góc lệch của tia đỏ cực tiểu? A. 450. B. 160. C. 150. D. 130. Giải: Ta có: Góc quay = 580 - 450 = 130 Chọn đáp án D. *Như vậy nếu trong chùm sáng hẹp chiếu vào lăng kính có một màu nào đó cho góc lệch cực tiểu thì sẽ không có màu nào cho góc lệch cực tiểu. Muốn màu khác cho góc lệch cực tiểu thì phải thay đổi góc tới i1 bằng cách quay lăng kính Góc quay= Bài 4: Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp song song coi như một tia sáng vào mặt bên AB ( gần A) của lăng kính có góc chiết quang 300, theo phương vuông góc. Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là: 1,532 và 1,5867. Sau lăng kính 1(m) đặt một màn ảnh song song với mặt AB. Khoảng cách giữa hai vệt sáng đỏ và tím trên màn là: A. 50mm. B. 1,2mm. C. 45mm. D. 44mm. Giải: Ta có: DT=IO(tanDt - tanDđ) = 1000.(tan22,50- tan200)= 50(mm). Chọn đáp án A. *Như vậy độ rộng quang phổ là khoảng cách giữa hai vệt sáng ngoài cùng trên màn: Tia đỏ: Tia tím: DT=IO.(tanDt - tanDđ) *Chú ý nếu lăng kính có góc chiết quang bé và góc tới bé thì: D= (n-1)A Độ rộng quang phổ lúc này là: DT= IO(tanDt - tanDđ) IO.(Dt -Dđ)=IO.(nt - nđ)A. Bài 5: Chiếu một chùm tia sáng trắng, song song hẹp vào mặt bên của một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang 5,730, theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác P của góc chiết quang. Sau lăng kính đặt một màn ảnh song song với mặt phẳng P và cách P 1,5 (m). Tính chiều dài của quang phổ từ tia đỏ đến tia tím. Cho biết chiết suất của lăng kinh đối với tia đỏ là 1,50 và đối với tia tím là 1,54. A. 8mm. B. 5mm. C. 6mm. D.4mm. Giải: Ta có: DT=IO.(tanDt - tanDđ) = 1500.(tan3,09420 - tan2,8650)= 6mm Chọn đáp án C. Dạng 2: TÁN SẮC QUA LƯỠNG CHẤT PHẲNG 1. Phương pháp giải: -Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp song song từ không khí vào nước dưới góc tới i - Nếu ở dưới đáy bể đặt gương phẳng thì chùm tán sắc phản xạ lên mặt nước có độ rộng , rồi ló ra ngoài với góc ló đúng bằng góc i nên độ rộng chùm ló là: 2. Bài tập ví dụ: Bài 1: Chiếu một tia sáng trắng hẹp đi từ không khí vào một bể nước rộng dưới góc tới 600. Chiều sâu bể nước 1(m). Tìm độ rộng của chùm màu sắc chiếu lên đáy bể. Biết chiết suất của nước đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là: 1,33 và 1,34 A. 1,0cm. B. 1,1cm. C. 1,3cm. D.1,2cm Giải: Ta có: Bài 2: Chiếu một tia sáng trắng song song hẹp tới mặt nước của một bể nước với góc tới i = 300. Biết chiết suất của nước đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là: 1,329 và 1,343. Bể nước sâu 2m. Bề rộng tối thiểu của chùm tia tới để vệt sáng ở đáy bể có một vạch sáng màu trắng. A. 0,426cm. B. 1,816cm. C. 2,632cm. D.0,851cm Giải: Ta có: Để có vệt sáng trắng trên đáy bể thì tại vị trí vệt đỏ trên đáy phải trùng với vệt tím. Vùng sáng tối thiểu trên mặt nước là 1cm thì bề rộng tối thiểu của chùm tia tới là: Chọn đáp án D. Bài 3: Chiếu một tia sáng trắng song song hẹp tới
Tài liệu đính kèm:
- skkn_huong_dan_hoc_sinh_lop_12_phuong_phap_giai_nhanh_bai_ta.doc