Tỉnh/TP:ĐĂK NÔNG CHUYÊN ĐỀ: HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 I Xác định vấn đề cần giải chun đề Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Hiện tượng tán sắc ánh sáng chứng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng Hiện tượng tán sắc ánh sáng tượng vật lí xảy gần gũi với đời sống, ví dụ tượng cầu vồng, Trong chương trình vật lý THPT nay: tượng tán sắc ánh sáng trình bày gói gọn học thơng qua thí nghiệm NewTon, tượng tán sắc đến với học sinh chưa gần gũi với tượng diễn thực tiễn đời sống, chưa tạo điều kiện tốt cho học sinh phát triển lực lực vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn; lực đặt câu hỏi kiện vật lý xảy tự nhiên Thơng qua chun đề học sinh giải thích ngun nhân gây tượng tán sắc ánh sáng tượng có liên quan II Nội dung kiến thức cần xây dựng chuyên đề Nội dung 1: Hiện tượng tán sắc ánh sáng tượng trắng qua lăng kính (Hoặc qua mặt phân cách hai môi trường suốt) chùm sáng bị phân tách thành chùm sáng có màu sắc khác chùm ánh sáng Nội dung 2: Ánh sáng trắng ánh sáng đơn sắc: Ánh sáng đơn sắc ánh sáng khơng bị tán sắc qua lăng kính Ánh sáng trắng tổng hợp vô số ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục, từ màu đỏ đến màu tím Nội dung 3: Chiết suất màu sắc ánh sáng - Ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục, từ màu đỏ đến màu tím - Chiết suất thủy tinh có giá trị khác ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau; chiết suất ánh sáng tím có giá trị lớn Vì vậy, chùm sáng đơn sắc có màu khác chùm ánh sáng trắng, sau khúc xạ qua lăng kính, bị lệch góc khác nhau, trở thành tách rời Kết là, chùm sáng ló khỏi lăng kính bị xịe rộng thành nhiều chùm đơn sắc, tạo thành quang phổ ánh sáng trắng Nội dung 4: Các trường hợp thường gặp tán sắc ánh sáng Chuẩn kiến thức, kĩ số lực phát triển 3.1 Kiến thức - Mơ tả tượng tác sắc ánh sáng - Nêu chất ánh sáng trắng - Giải thích tượng tán sắc ánh sáng - Trình bày mối quan hệ chiết suất môi trường suốt với màu sắc ánh sáng 3.2 Kĩ ThuVienDeThi.com - Giải thích số tượng liên quan đến tán sắc ánh sáng - Giải số tập liên quan đến tán sắc ánh sáng qua lăng kính qua mặt phân cách hai môi trường suốt 3.3 Thái độ - Hứng thú với tượng xảy tự nhiên - Chủ động giải tình thực tiễn - Hợp tác chặt chẽ với bạn thực nhiệm vụ nghiên cứu * Định hướng lực dược hình thành - Năng lực sử dụng kiến thức vào thực nhiệm vụ học tập: Vận dụng kiến thức giải số tập liên quan đến tán sắc ánh sáng qua lăng kính qua mặt phân cách hai môi trường suốt - Năng lực vận dụng kiến thức vật lý: Giải thích tượng cầu vồng - Đặt câu hỏi tượng vật lý - Mô tả tượng tự nhiên ngôn ngữ vật lý - Lựa chọn sử dụng cơng cụ tốn phù hợp 3.4 Năng lực phát triển - Bảng mơ tả lực phát triển chủ đề Nhóm lực Năng lực thành phần K1: Trình bày kiến thức tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí bản, phép đo, số vật lí Nhóm NLTP liên quan đến sử dụng kiến thức vật lí Nhóm NLTP phương pháp (tập trung vào lực thực nghiệm lực mơ hình hóa) K2: Trình bày mối quan hệ kiến thức vật lí K3: Sử dụng kiến thức vật lí để thực nhiệm vụ học tập Mô tả mức độ thực chuyên đề Mô tả tượng tác sắc ánh sáng Nêu chất ánh sáng trắng Chỉ phụ thuộc chiết suất môi trường suốt vào bước sóng (trong mơi trường chân khơng) Giải thích tượng tán sắc ánh sáng Vận dụng kiến thức giải số tập liên quan đến tán sắc ánh sáng qua lăng kính qua mặt phân cách hai môi trường suốt K4: Vận dụng (giải thích, dự đốn, tính tốn, đề Giải thích tượng cầu vồng giải pháp, đánh giá giải pháp …) kiến thức vật lí vào tình thực tiễn P1: Đặt câu hỏi kiện vật lí Đặt câu hỏi liên quan tới tượng tán sắc ánh sáng: Tại tượng cầu vồng xuất trời nắng có mưa Hạt mưa có tác dụng ánh sáng? P2: mô tả tượng tự nhiên Mô tả tượng liên quan đến tán ngơn ngữ vật lí quy luật vật lí sắc ánh sáng tượng P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn xử lí thông tin từ nguồn khác để giải vấn đề học tập vật lí P4: Vận dụng tương tự mơ hình để xây dựng kiến thức vật lí P5: Lựa chọn sử dụng cơng cụ tốn học Các cơng thức lăng kính; định luật khúc xạ phù hợp học tập vật lí ánh sáng ThuVienDeThi.com Nhóm NLTP trao đổi thơng tin Nhóm NLTP liên quan đến cá nhân P6: điều kiện lí tưởng tượng vật lí P7: đề xuất giả thuyết; suy hệ kiểm tra Hiện tượng tán sắc xảy với ánh sáng hỗn hợp - Ánh sáng trắng qua lăng kính bị tách thành nhiều màu - Phải Lăng kính nhuộm màu cho ánh sáng - Ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết thí nghiệm rút nhận xét P9: Biện luận tính đắn kết thí nghiệm tính đắn kết luận khái qt hóa từ kết thí nghiệm X1: trao đổi kiến thức ứng dụng vật lí ngơn ngữ vật lí cách diễn tả đặc thù vật lí X2: phân biệt mô tả tượng tự nhiên ngơn ngữ đời sống ngơn ngữ vật lí (chun ngành) X3: lựa chọn, đánh giá nguồn thông tin khác nhau, X4: mô tả cấu tạo nguyên tắc hoạt động thiết bị kĩ thuật, công nghệ X5: Ghi lại kết từ hoạt động học tập vật lí (nghe giảng, tìm kiếm thơng tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…) X6: trình bày kết từ hoạt động học tập vật lí (nghe giảng, tìm kiếm thơng tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…) cách phù hợp X7: thảo luận kết công việc vấn đề liên quan góc nhìn vật lí Thí nghiệm Niuton ánh sáng trắng Thí nghiệm ánh sáng đơn sắc Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng Biện luận tính đắn kết thí nghiệm tính đắn kết luận khái qt hóa từ kết thí nghiệm X8: tham gia hoạt động nhóm học tập vật lí C1: Xác định trình độ có kiến thức, kĩ năng, thái độ cá nhân học tập vật lí C2: Lập kế hoạch thực kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ thân C3: Chỉ vai trò (cơ hội) hạn chế quan điểm vật lí đối trường hợp cụ thể mơn Vật lí ngồi mơn Vật lí C4: So sánh đánh giá - khía cạnh vật lí- giải pháp kĩ thuật khác mặt kinh tế, xã hội môi trường C5: Sử dụng kiến thức vật lí để đánh giá cảnh báo mức độ an tồn thí nghiệm, ThuVienDeThi.com Sử dụng đại lượng bước sóng, chiết suất Giới thiệu sơ lượt máy quang phổ Thảo luận trọng tâm với việc dùng ngôn ngữ khoa học kết thực nhiệm vụ học tập thân, nhóm Xác định trình độ có định luật khúc xạ ánh sáng, lăng kính Chỉ ý nghĩa tượng tán sắc máy phân tích quang phổ các vấn đề sống công nghệ đại C6: Nhận ảnh hưởng vật lí lên mối quan hệ xã hội lịch sử Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Khởi động: Làm nảy sinh vấn đề tìm hiểu tượng tác sắc ánh sáng - Dự kiến thời gian thực hiện: phút - Chuẩn bị phương tiện cần thiết: máy chiếu - Mục tiêu hoạt động: Các lực phát triển thông qua hoạt động này, K1, P1 K2, X2, X4 - Tiến trình thực hoạt động (theo bước sau): STT Hoạt động Chuyển giao nhiệm vụ Nội dung Năng lực hình thành Trong dân gian có câu: mống dài lụt, mống cụt mưa (mống gọi cầu vồng) P1, K1,K2, X2, X4, Vào mùa hè chơi thác thấy cầu vồng xuất hiện, cầu vồng xuất nào? Theo kiến thức vật lý tượng giải thích nào? Thực nhiệm vụ Học sinh làm việc theo nhóm cá nhân, trao đổi với bạn bè để nhận vấn đề cần giải ( xuất dải màu cầu vồng) Báo cáo, thảo luận Giáo viên tổ chức cho học sinh trình bày thảo luận vấn đề cần giải Kết luận nhận định hợp thức hóa kiến thức Vậy tượng cầu vồng xuất có ánh sáng trắng chiếu qua giọt nước Hoạt động 2: Đề xuất giải pháp giải vấn đề: - Dự kiến thời gian thực hiện: 10 phút - Chuẩn bị phương tiện cần thiết: Biến nguồn, nguồn sáng trắng, khe hẹp, màn, lăng kính - Mục tiêu hoạt động: Các lực phát triển thơng qua hoạt động P3,P4,P7,P8,P9,X2,X7 STT Hoạt động Chuyển giao nhiệm vụ Nội dung Yêu cầu học sinh đề xuất giả thuyết ThuVienDeThi.com Năng lực hình thành P3,P4,P7,P8,P9 Yêu cầu học sinh lập phương án thí nghiệm với ánh sáng trắng ánh sáng đơn sắc Để làm thí nghiệm kiểm tra ta thay giọt nước lăng kính, thay ánh sáng mặt trời ánh sáng đèn sợi đốt Thực nhiệm vụ Học sinh thảo luận nhóm để đề giả thuyết xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra giả thuyết: Khi ánh sáng trắng chiếu qua lăng kính chùm ánh sáng trắng bị phân tách thành chùm sáng có nhiều màu sắc khác Phải lăng kính nhuộm màu ánh sáng Ánh sáng trắng tổng hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên từ đỏ đến tím Kết thảo luận trình bày bảng phụ Báo cáo, thảo luận Giáo viên tổ chức cho nhóm thảo luận báo cáo Kết luận nhận định -Từ kết báo cáo, thảo luận giáo viên giúp học sinh lựa chọn hợp thức hóa kiến giả thuyết phương án thí nghiệm kiểm tra thức X2,X7 Hoạt động 3: Thực giải pháp giải vấn đề: Dự kiến thời gian thực hiện: 15 phút - Chuẩn bị phương tiện cần thiết: Biến nguồn, nguồn sáng trắng, khe hẹp, màn, lăng kính - Mục tiêu hoạt động: Các lực phát triển thông qua hoạt động X4, X6,X7,X8, STT Hoạt động Nội dung Năng lực hình thành Chuyển giao nhiệm vụ -Yêu cầu học sinh bố trí thực thí nghiệm để kiểm chứng giả thuyết tượng tán sắc ánh sáng, thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc, thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng P3,P4,P7,P8,P9, X4, X6,X7,X8, Thực nhiệm vụ -Thực thí nghiệm: Hiện tượng tán sắc ánh sáng, Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc, Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng Báo cáo, thảo luận Giáo viên tổ chức cho nhóm báo cáo thảo luận kết thí nghiệm Kết luận nhận định hợp thức hóa kiến thức Từ kết báo cáo, thảo luận giáo viên nhận xét kết làm việc học sinh Xác nhận kiến thức Hoạt động 4: Báo cáo thảo luận kết luận: Dự kiến thời gian thực hiện: 10 phút - Mục tiêu hoạt động: Các lực phát triển thơng qua hoạt động K1,K2,X1,X5,X6,X7,X8 STT Hoạt động Nội dung ThuVienDeThi.com Năng lực hình thành Chuyển giao nhiệm vụ -Từ thí nghiệm tượng tán sắc ánh sáng thí K1,K2,X1,X5,X6,X7,X8 nghiệm ánh sáng đơn sắc giải thích nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng - Học sinh nêu phụ thuộc chiết suất vào màu sắc ánh sáng Thực nhiệm vụ - Từ kết thí nghiệm Newton học sinh suy luận theo hướng: Với góc tới mà góc lệch tia sáng đơn sắc ló khỏi lăng kính khác nhau, điều chứng tỏ chiết suất mơi trường suốt phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng Báo cáo, thảo luận - Học sinh thảo luận nhóm - Học sinh giải thích tượng tán sắc ánh sáng Kết luận nhận định hợp thức hóa kiến thức - Giáo viên nhận xét kết làm việc học sinh xác nhận kiến thức - Giải thích vấn đề nêu đầu Hoạt động 5: Luyện tập: Dự kiến thời gian thực hiện: phút STT Hoạt động Nội dung Năng lực hình thành Làm việc cá nhân lớp Giáo viên giao tập cho học sinh K4,C2 + Câu hỏi vận dụng Hướng dẫn giao việc nhà + Câu hỏi tìm tịi mở rộng Hướng dẫn giao việc nhà K4,C2 Hoạt động 6: Giao tập nhà: Kiểm tra, đánh giá trình dạy học 5.1 Hình thức kiểm tra, đánh giá 5.2 Công cụ kiểm tra, đánh giá - Soạn câu hỏi/bài tập kiểm tra, đánh giá lực: Trong mục tiêu có lực thành phần cần xây dựng câu hỏi/bài tập kiểm tra đánh giá lực thành phần Nhóm lực Nhóm NLTP liên quan đến sử dụng kiến thức vật lí Năng lực thành phần K1: Câu hỏi/ tâp số thứ tự - mức độ Chọn câu sai câu sau? A Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính B Mỗi ánh sáng đơn sắc khác có màu sắc định khác C Ánh sáng trắng tập hợp ánh sáng đơn sắc đỏ, cam, vàng, lục, ThuVienDeThi.com lam, chàm, tím D Lăng kính có khả làm tán sắc ánh sáng K2: K3: K4: P1: P2: Nhóm NLTP phương pháp P3: P6: Tìm phát biểu ánh sáng đơn sắc A Đối với môi trường khác nhau, ánh sáng đơn sắc ln có bước sóng B Đối với ánh sáng đơn sắc, góc lệch tia sáng lăng kính khác có giá trị C Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị lệch đường truyền qua lăng kính D Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tách màu qua lăng kính Câu 1: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (xem góc nhỏ) Chiếu tia sáng trắng tới mặt bên lăng kính với góc tới nhỏ Lăng kính có chiết suất ánh sáng đỏ 1,5; ánh sáng tím 1,56 Góc hợp tia ló màu đỏ tia ló màu tím A 21’36” B 30 C 6021’36” D 3021’36” Câu 2: Tính góc lệch tia đỏ qua lăng kính biết chiết suất cảu lăng kính có góc chiết quang A = 80 tia đỏ n = 1,61 góc tới i nhỏ Chiếu chùm tia sáng song song từ khơng khí vào mặt nước góc tới 60o, chiều sâu bể nước 0,9 m Chiết suất nước với ánh sáng đỏ tím 1,34 1,38 Tính bề rộng dải quang phổ thu được đáy bể? Chiếu từ nước khơng khí chùm tia sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng Tia ló đơn sắc màu lục là mặt nước (sát với mặt phân cách hai môi trường) Không kể tia đơn sắc màu lục, tia ló ngồi khơng khí tia đơn sắc màu: A tím, lam, đỏ B đỏ, vàng, lam C đỏ, vàng D lam, tím Phát biểu sau đúng? A Ánh sáng đơn sắc ánh sáng bị tán sắc qua lăng kính B Ánh sáng trắng hỗn hợp vơ số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím C Chỉ có ánh sáng trắng bị tán sắc truyền qua lăng kính D Tổng hợp ánh sáng đơn sắc ánh sáng trắng Chiếu xiên từ không khí vào nước chùm sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, lam tím Gọi rđ, rlam, rt góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia màu lam tia màu tím Hệ thức A rlam = rt = rđ B rt < rlam < rđ C rđ < rlam < rt D rt < rđ < rlam Trong phát biểu sau đây, phát biểu sai? A Ánh sáng trắng tổng hợp (hỗn hợp) nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím B Ánh sáng đơn sắc ánh sáng khơng bị tán sắc qua lăng kính C Hiện tượng chùm sáng trắng, qua lăng kính, bị tách thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác tượng tán sắc ánh sáng ThuVienDeThi.com P7: P9: X2: Nhóm NLTP trao đổi thơng tin Nhóm NLTP liên quan đến cá nhân D Ánh sáng Mặt Trời phát ánh sáng đơn sắc có màu trắng Thí nghiệm Niutơn ánh sáng đơn sắc chứng minh A lăng kính khơng có khả nhuộm màu cho ánh sáng B tồn ánh sáng đơn sắc C ánh sáng mặt trời ánh sáng đơn sắc D khúc xạ tia sáng qua lăng kính Từ khơng khí người ta chiếu xiên tới mặt nước nằm ngang chùm tia sáng hẹp song song gồm hai ánh sáng đơn sắc: màu vàng, màu chàm Khi chùm tia khúc xạ A gồm hai chùm tia sáng hẹp chùm màu vàng chùm màu chàm, góc khúc xạ chùm màu vàng nhỏ góc khúc xạ chùm màu chàm B chùm tia sáng hẹp song song C gồm hai chùm tia sáng hẹp chùm màu vàng chùm màu chàm, góc khúc xạ chùm màu vàng lớn góc khúc xạ chùm màu chàm D chùm tia màu vàng chùm tia màu chàm bị phản xạ tồn phần Câu 1: Ánh sáng đỏ có bước sóng chân không 0,6563 μm, chiết suất nước ánh sáng đỏ 1,3311 Trong nước ánh sáng đỏ có bước sóng: A 0,4226 μm B 0,4931 μm C 0,4415 μm D 0,4549μm Câu 2: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 60, có chiết suất tia đỏ nđ = 1,54 tia tím nt = 1,58 Cho chùm tia sáng trắng hẹp, chiếu vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang, vào mặt bên lăng kính Tính góc tia đỏ tia tím ló khỏi lăng kính A 0,870 B 0,240 C 1,220 D 0,720 X3: Chiếu xiên chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc vàng lam từ khơng khí tới mặt nước A chùm sáng bị phản xạ tồn phần B so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch tia khúc xạ lam C tia khúc xạ ánh sáng vàng, tia sáng lam bị phản xạ toàn phần D so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch tia khúc xạ vàng C1: Câu 1: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 600, có chiết suất tia đỏ 1,514; tia tím 1,532 Tính góc lệch cực tiểu hai tia Câu 2: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt khơng khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ tím vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt Tính góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính Câu 3: Một lăng kính có góc chiết quang A = 600 có chiết suất với ánh sáng trắng biến thiên từ đến Chiếu vào mặt bên AB lăng kính chùm sáng trắng hẹp cho tia tím có góc lệch cực ThuVienDeThi.com tiểu Góc tới mặt bên AB ? ThuVienDeThi.com ... thuyết tượng tán sắc ánh sáng, thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc, thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng P3,P4,P7,P8,P9, X4, X6,X7,X8, Thực nhiệm vụ -Thực thí nghiệm: Hiện tượng tán sắc ánh sáng, Thí... thí nghiệm tượng tán sắc ánh sáng thí K1,K2,X1,X5,X6,X7,X8 nghiệm ánh sáng đơn sắc giải thích nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng - Học sinh nêu phụ thuộc chiết suất vào màu sắc ánh sáng Thực nhiệm... Hạt mưa có tác dụng ánh sáng? P2: mô tả tượng tự nhiên Mô tả tượng liên quan đến tán ngơn ngữ vật lí quy luật vật lí sắc ánh sáng tượng P3: Thu thập, ? ?ánh giá, lựa chọn xử lí thơng tin từ nguồn