I. Một số kiến thức cơ bản
1. Nhận biết ánh sáng Nguồn sáng Vật sáng - Ta nhận biết được ánh sáng khi có ánh sáng truyền vào mắt ta. - Ta nhìn thấy một vật khi có ánh sáng truyền từ vật đó vào mắt ta. - Nguồn sáng là vật tự nó phát ra ánh sáng. Vật sáng gồm nguồn sáng và những vật hắt lại ánh sáng chiếu vào nó. 2. Sự truyền ánh sáng - Định luật truyền thẳng của ánh sáng: Trong môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền đi theo đường thẳng. - Đường truyền của tia sáng được biểu diễn bằng một đường thẳng có hướng gọi là tia sáng. [Hình vẽ 1.1] - Chùm sáng: Gồm rất nhiều tia sáng hợp thành. Hình 1.1 Ba loại chùm sáng: + Chùm sáng song song [ Hình vẽ 1.2a] + Chùm sáng hội tụ [ Hình vẽ 1.2b] + Chùm sáng phân kì [ Hình vẽ 1.2c] 3. Ứng dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng . a] Bóng tối nằm ở phía sau vật cản không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới. b] Bóng nửa tối nằm ở phía sau vật cản, nhận được ánh sáng từ một phần của nguồn sáng truyền tới. c] Nhật thực toàn phần [hay một phần] quan sát được ở chỗ có bóng tối [hay bóng nửa tối] của mặt trăng trên mặt đất. d] Nguyệt thực xảy ra khi mặt trăng bị trái đất che khuất không được mặt trời chiếu sáng. II. Bài tập 1. Ví dụ Bài tập 1: Trong những trường hợp sau đây, trường hợp nào mắt ta nhận biết được có ánh sáng? a] Ban ngày, mở mắt nhưng không thấy mặt trời. b] Ban đêm, trong phòng kín, mở mắt và không bật đèn. c] Ban đêm, trong phòng có ngọn nến đang cháy, mắt mở. d] Ban ngày, trời nắng không mở mắt. Hướng dẫna] Các trường hợp mắt nhận biết được ánh sáng: + Ban ngày, mở mắt nhưng không thấy mặt trời.Chú ý rằng không nhìn thấy mặt trời không có nghĩa là không có ánh sáng. + Ban đêm, trong phòng có ngọn nến đang cháy, mắt mở. b] Các trường hợp mắt không nhận biết được ánh sáng. + Ban đêm, trong phòng kín, mở mắt và không bật đèn. + Ban ngày, trời nắng không mở mắt. Bài tập 2: Trong những vật sau đây, những vật nào được xem là nguồn sáng và những vật nào là vật được chiếu sáng: Mặt trời, mặt trăng, bóng đèn điện đang sáng, bóng đèn điện đang tắt, ngọn lửa, quyển sách, bông hoa, con đom đóm. Hướng dẫna] Những vật được xem là nguồn sáng : Mặt trời, bóng đèn điện đang sáng, ngọn lửa, con đom đóm. b] Những vật được chiếu sáng: Mặt trăng, bóng đèn điện đang tắt, quyển sách, bông hoa. Bài tập 3: Từ nhiều thế kỉ trước, có người quan niệm rằng: Sở dĩ mắt nhìn thấy mọi vật vì mắt có thể phát ra một loại tia đặc biệt là tia nhìn, khi tia này đi đến đâu, gặp vật nào thì ta có thể nhìn thấy vật đó. Tất nhiên ngày nay, người ta đã xác nhận quan niệm như vậy là sai lầm. Em hãy lấy một ví dụ minh hoạ để khẳng định sự sai lầm đó. Hướng dẫnSở dĩ ta nhìn thấy một vật là do ánh sáng từ vật đó chiếu vào mắt. Theo quan niệm về tia nhìn thì lẽ ra trong đêm tối, không có ánh sáng ta vẫn có thể nhìn thấy các vật,vì lúc đó vẫn tồn tại tia nhìn. Tuy nhiên thực tế không cho thấy điều đó. Khi bật điện ta mới có thể nhìn thấy mọi vật, như vậy khái niệm về tia nhìn là một khái niệm sai lầm. Bài tập 4: Khi mua thước thẳng bằng gỗ, người ta thường đưa thước lên ngang tầm mắt để ngắm. Làm như vậy có tác dụng gì? Nguyên tắc của cách làm này đã dựa trên kiến thức vật lí nào mà em đã học? Hướng dẫnViệc nâng thước lên để ngắm mục đích là để kiểm tra xem thước có thẳng hay không. Nguyên tắc của cách làm này dựa trên định luật truyền thẳng của ánh sáng. Bài tập 5: Vì sao ta không thể nhìn được các vật ở phía sau lưng nếu ta không quay mặt lại? Hãy giải thích. Hướng dẫnTa chỉ có thể nhìn thấy một vật nếu có ánh sáng từ vật đó truyền vào mắt ta. Những vật ở phía sau lưng có thể là những vật tự phát sáng và cũng có thể là những vật nhận được ánh sáng từ các nguồn khác, nhưng ánh sáng này truyền trong không khí theo đường thẳng nên không thể truyền tới mắt ta được do đó ta không thể nhìn thấy. khi quay mặt lại, ánh sáng có thể truyền trực tiếp tới mắt ta làm cho mắt nhìn được vật. Bài tập 6: Ban đêm, trong phòng chỉ có một ngọn đèn. Giơ bàn tay chắn giữa ngọn đèn và bức tường, quan sát thấy trên bức tường xuất hiện một vùng tối hình bàn tay, xung quanh có viền mờ hơn. Hãy giải thích hiện tượng đó? Hướng dẫnBàn tay chắn giữa ngọn dền và bức tường đóng vai trò là vật chắn sáng, trên tường [đóng vai trò là màn] sẽ xuất hiện bóng tối và bóng nửa tối. Hình dạng của bóng tối và bóng nửa tối giống bàn tay là do các tia sáng truyền theo đường thẳng. Bài tập 7: Khi có hiện tượng nhật thực và hiện tượng nguyệt thực, vị trí tương đối của trái đất, mặt trời và mặt trăng như thế nào? Hướng dẫn Khi có hiện tượng nhật thực và hiện tượng nguyệt thực: Trái đất, mặt trời và mặt trăng nằm trên cùng một đường thẳng. Trong hiện tượng nhật thực: Mặt trăng nằm trong khoảng giữa trái đất và mặt trời. Trong hiện tượng nguyệt thực: trái đất nằm trong khoảng giữa mặt trăng và mặt trời. Bài tập 8: Tại sao trong các lớp học, người ta lắp nhiều bóng đèn ở các vị trí khác nhau mà không dùng một bóng đèn lớn [độ sáng của một bóng đèn lớn có thể bằng độ sáng của nhiều bóng đèn nhỏ hợp lại]? Hãy giải thích. Hướng dẫn Việc lắp đặt bóng đèn thắp sáng trong các lớp học phải thoả mãn các yêu cầu: Phải đủ độ sáng cần thiết, học sinh ngồi ở dưới không bị chói khi nhìn lên bảng đen, tránh các bóng tối và bóng nửa tối trên trang giấy mà tay học sinh khi viết có thể tạo ra. Trong ba yêu cầu trên, nếu dùng một bóng đèn lớn chỉ có thể thoả mãn yêu cầu thứ nhất mà không thoả mãn được hai yêu cầu còn lại, do vậy phải dùng nhiều bóng đèn lắp ở những vị trí thích hợp để thoả mãn được cả ba yêu cầu trên.
2. Bài tập áp dụng
Bài tập 1: Khi ánh sáng chiếu vào các vật, hầu hết ta thấy các vật đó sáng lên, nhưng với một số vật ta không nhìn thấy chúng sáng lên mà lại có màu đen. Hãy giải thích vì sao vậy? Bài tập 2: Ban đêm, nhìn lên bầu trời ta thấy nhiều vì sao lấp lánh. Có phải tất cả chúng đều là nguồn sáng [vật tự phát ra ánh sáng] không? Tại sao? Bài tập 3: Mắt có thể nhìn rõ những vật đặt phía sau tấm kính mỏng, nhưng nếu tấm kính càng dày thì càng khó nhìn. Khi tấm kính dày đến một mức nào đó thì mắt không thể nhìn được những vật đặt phía sau. Hãy giải thích vì sao như vậy? chú ý rằng tấm kính vẫn là vật trong suốt. Bài tập 4: Trên mái nhà lợp bằng tôn, nếu có một lỗ thủng nhỏ thì vào buổi trưa, ta thấy rất rõ những chùm tia sáng hẹp xuyên qua lỗ tôn chiếu xuống nền nhà. Nhờ đâu ta có thể thấy rõ như vậy? Bài tập 5: Trong đêm tối, nếu ta bật một que diêm cháy sáng thì lập tức ta có thể nhìn thấy các vật gần đó. Vậy có phải ánh sáng đã truyền đi một cách tức thời không? Hãy tìm hiểu và giải thích? Bài tập 6: Khi ngồi trước bếp lửa, qua phần không khí bên trên ngọn lửa ta nhìn thấy những vật ở phía sau, chúng có vẻ lung linh không được rõ nét. Giải thích vì sao lại như vậy? Bài tập 7: Vào mùa hè, khi đi ôtô trên mặt đường nhựa, nhìn phía xa trên mặt đường ta có cảm giác như mặt đường có nước. Em hãy giải thích hiện tượng trên? Bài tập 8: Một học sinh cho rằng, khi xảy ra hiện tượng nhật thực, thì tất cả mọi người đứng trên trái đất đều có thể quan sát được. Theo em nói như thế có đúng không, tại sao?
HƯỚNG DẪN BÀI TẬP ÁP DỤNGBài tập 1: HD:Vật màu đen là vật không tự phát ra ánh sáng được và nó cũng không hắt lại ánh sáng chiếu vào nó [ánh sáng khi chiếu vào nó bị nó hấp thụ]. Sở dĩ ta nhận ra được vật màu đen vì nó được đặt bên cạnh những vật sáng khác. Bài tập 2: HD: Không phải tất cả các vì sao trên bầu trời mà ta nhìn thấy vào ban đêm đều là nguồn sáng.Thực ra, trong muôn vàn vì sao đó chỉ có một số vì sao là tự phát sáng [giống như mặt trời], những vì sao này được xem là nguồn sáng. Số còn lại không tự phát sáng được, ta nhìn thấy chúng là do chúng nhận được ánh sáng từ một nguồn sáng khác [như mặt trời chẳng hạn]và hắt một phần ánh sáng vào mắt ta, chúng là những vật được chiếu sáng. Ta thường nói sao sáng trên trời chỉ là một cách nói quen thuộc. thực ra, trong khoa học sao dùng để chỉ những thiên thể tự phát sáng, những thiên thể không tự phát sáng được gọi là các hành tinh. Bài tập 3: HD: Khi truyền qua các vật trong suốt, một phần ánh sáng bị hấp thụ, nếu chiều dày của vật trong suốt quá lớn, ánh sáng phát ra từ vật có thể bị hấp thụ hết, không truyền tới mắt ta được và mắt không thể nhìn thấy các vật đặt phía sau. Bài tập 4: HD: Trong không khí có rất nhiều bụi. Ánh sáng mặt trời chiếu xuống làm sáng các hạt bụi và hắt vào mắt ta làm ta thấy rõ những chùm tia sáng chiếu qua lỗ tôn xuống nền nhà. Bài tập 5: HD: Ánh sáng truyền đi với một vận tốc nhất định nhưng rất lớn. người ta chứng minh được rằng trong chân không hay gần đúng trong không khí, vận tốc của ánh sáng là 300 000 km/s. với vận tốc rất lớn này, trong một không gian hẹp [tức đường đi của ánh sáng là ngắn] thì thời gian truyền ánh sáng là vô cùng nhỏ, chính vì vậy mà ta có cảm giác ánh sáng truyền đi tức thời. Bài tập 6: HD: phần không khí phía trên ngọn lửa, tuy là môi trường trong suốt nhưng lại không đồng đều. Sự không đồng đều này có được vì nhiều lí do chẳng hạn phần không khí phía trên sát ngọn lửa bị ngọn lửa nung nóng nhiều hơn so với phần không khí ở trên nó. Vì lí do này mà ánh sáng truyền từ vật phía sau đến mắt ta không còn theo đường thẳng nữa mà là những đường cong, những tia sáng cong này cũng không cố định mà luôn thay đổi, kết quả là vật phía sau mà mắt nhìn thấy có vẻ lung linh. Bài tập 7: HD: Do trời nắng nóng lên lớp không khí càng gần với mặt đường càng nóng, càng lên cao độ nóng càng giảm, môi trường như vậy là không đồng đều, ánh sáng từ các đám mây, khi chiếu xuống mặt đường đều bị bẻ cong khi ánh sáng này tới mắt gây cho ta hiện tượng ảo ảnh và cảm giác như có nước trên mặt đường ở phía xa. Bài tập 8: HD: Nói như vậy là không đúng. Trong khi xảy ra hiện tượng nhật thực,chỉ có những người đứng trong vùng bóng tối của mặt trăng trên trái đất và những người đứng trong vùng lân cận [vùng bóng nửa tối] mới có thể quan sát được hiện tượng. những người không đứng trong vùng này thì không thể quan sát được hiện tượng nhật thực. |