📖 Bài 7: Lăng kính - lớp 9

1. Tóm tắt lý thuyết

A. Cấu tạo của lăng kính

• Định nghĩa: Lăng kính là một khối trong suốt, đồng chất (thường làm bằng thuỷ tinh, nhựa,...), được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song và thường có dạng lăng trụ tam giác.
• Các bộ phận chính:
  • Mặt bên: Hai mặt phẳng giới hạn ở trên của lăng kính.
  • Cạnh: Đường giao tuyến của hai mặt bên.
  • Đáy: Mặt đối diện với cạnh của lăng kính.
  • Góc chiết quang (A): Góc hợp bởi hai mặt bên của lăng kính.
  • Mặt phẳng tiết diện chính: Bất kì mặt phẳng nào cắt ngang khối lăng kính và vuông góc với các cạnh.

B. Sự truyền ánh sáng qua lăng kính

• Với ánh sáng đơn sắc: Là loại ánh sáng chỉ có một màu nhất định và không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. Khi tia sáng truyền từ không khí đến mặt bên của lăng kính, tia ló (tia đi ra) luôn bị lệch về phía đáy của lăng kính so với phương của tia tới ban đầu.
• Góc lệch (D): Là góc hợp bởi phương của tia tới và phương của tia ló.

C. Hiện tượng tán sắc ánh sáng

• Khi chiếu một chùm ánh sáng trắng (như ánh sáng Mặt Trời hoặc đèn sợi đốt) hẹp đi qua lăng kính, ta không thu được một vệt sáng trắng mà thu được nhiều chùm sáng màu khác nhau nằm sát cạnh nhau.
• Dải màu này trải dài liên tục như cầu vồng gồm các màu cơ bản: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Dải màu này được gọi là quang phổ của ánh sáng trắng.
• Lăng kính có tác dụng tách riêng các chùm sáng màu có sẵn trong chùm sáng trắng, cho mỗi chùm đi theo một phương khác nhau. Đây gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.

D. Màu sắc của vật

• Màu sắc của một vật mà ta nhìn thấy phụ thuộc vào màu sắc của ánh sáng bị vật đó hấp thụ và phản xạ.
• Dưới ánh sáng trắng, một vật có màu sắc nhất định là do nó phản xạ ánh sáng màu đó vào mắt ta và hấp thụ những màu còn lại.
• Vật màu đen là vật hấp thụ tất cả các ánh sáng màu và không có ánh sáng phản xạ tới mắt. Ta nhận ra vật màu đen chỉ vì nó được đặt bên cạnh các vật có màu sắc khác.

2. Mô tả các hình ảnh minh hoạ

3. Em đã học

• Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất, thường có dạng lăng trụ tam giác.
• Lăng kính có tác dụng phân tích ánh sáng (tạo quang phổ).
• Khi chiếu một chùm sáng trắng hẹp đi qua lăng kính, ta sẽ thu được một dải màu như cầu vồng (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím). Dải này là quang phổ của ánh sáng trắng.
• Ánh sáng đơn sắc có một màu nhất định và không bị tán sắc khi đi qua lăng kính.
• Vật màu đen hấp thụ tất cả ánh sáng màu, không có ánh sáng phản xạ. Ta nhận ra chúng vì đặt cạnh vật có màu khác.

4. Em có thể

• Vẽ được đường truyền của tia sáng qua lăng kính.
• Giải thích được sự tán sắc ánh sáng mặt trời qua lăng kính.
• Giải thích được một số hiện tượng đơn giản về màu sắc vật thể.
• Chế tạo được cụm dụng cụ đơn giản để trộn màu ánh sáng (ví dụ: vòng quay Newton có các màu cơ bản, khi quay nhanh sẽ tạo ra cảm giác màu trắng).

5. Ví dụ thực tế ứng dụng

• Giải thích hiện tượng Cầu vồng sau mưa: Trong không khí sau cơn mưa chứa vô số các giọt nước li ti. Mỗi giọt nước này đóng vai trò giống như một lăng kính siêu nhỏ. Khi ánh sáng Mặt Trời (ánh sáng trắng) chiếu vào các giọt nước này, chúng bị khúc xạ và tán sắc thành các chùm sáng đa sắc màu, tạo nên dải lụa cầu vồng vắt ngang bầu trời.
• Tại sao lá cây có màu xanh? Dưới ánh sáng trắng của mặt trời, chiếc lá cây xanh đã hấp thụ hầu hết các màu sắc khác và chỉ phản xạ lại ánh sáng màu lục (xanh lá) vào mắt chúng ta, do đó chúng ta thấy lá có màu xanh.
• Ứng dụng của kính lọc màu: Trong nhiếp ảnh hoặc thiết kế ánh sáng sân khấu, người ta dùng các tấm kính lọc màu (ví dụ kính màu đỏ). Kính lọc này chỉ cho phép ánh sáng màu đỏ đi qua và hấp thụ hết các màu khác, biến một chùm ánh sáng trắng ban đầu thành một chùm ánh sáng đơn sắc màu đỏ.