Tuy nhiªn khi truyÒn qua líp níc biÓn dµy hµng Km råi trë l¹i th× ¸nh s¸ng cã mµu xanh thÉm nªn ta thÊy níc biÓn cã mµu xanh, cßn níc biÓn ®ùng trong cèc l¹i kh«ng cã mµu xanh.. Bµi 5: [r]
(1)PhÇn 1: Quang häc Buæi 1: HiÖn tîng ph¶n x¹, khóc x¹ ¸nh s¸ng - ¸nh s¸ng tr¾ng vµ ¸nh s¸ng mµu I KiÕn thøc c¬ b¶n cÇn nhí Ta nhìn thấy vật có ánh sáng từ vật đó đến mắt ta Vật có màu nào thì có ánh sáng từ vật đó đến mắt (do tự nó phát ánh sáng gäi lµ nguån s¸ng, hoÆc h¾t l¹i ¸nh s¸ng chiÕu vµo nã gäi lµ vËt s¸ng) Dới ánh sáng trắng ta nhìn thấy vật có màu nào thì có ánh sáng màu đó từ vật đến mắt ta Có vật phát ánh sáng trắng, có vật phát ánh sáng màu - Cã thÓ t¹o ¸nh s¸ng mµu b»ng c¸ch cho chïm s¸ng tr¾ng ®i qua tÊm läc mµu T¹o mµu míi h¼n b»ng c¸ch trén hai hay nhiÒu ¸nh s¸ng mµu víi nhaul §Æc biÖt cã thể trộn các màu đỏ, lục và lam để thu đợc ánh sáng trắng - Cách làm: Chiếu các chùm sáng đó đồng thời lên màn chắn màu trắng, màu mà ta thu đợc trên màn chắn là màu các ánh sáng đợc trộn trên chiếu các ánh sáng này (với cờng độ yếu) đồng thời vào mắt (gây cảm giác màu mới) Vật màu nào thì tán xạ mạnh ánh sáng màu đó, tán xạ kém ánh sáng màu khác (trõ vËt mµu ®en) VËt mµu tr¾ng t¸n x¹ m¹nh tÊt c¶ c¸c ¸nh s¸ng mµu ¸nh s¸ng tr¾ng chøa nhiÒu chïm s¸ng mµu kh¸c nªn cã thÓ ph©n tÝch chïm s¸ng tr¾ng thµnh nh÷ng chïm s¸ng mµu b»ng c¸ch cho chïm s¸ng tr¾ng ®i qua lăng kính phản xạ trên mặt ghi đĩa CD ¸nh s¸ng cã t¸c dông nhiÖt, t¸c dông sinh häc, t¸c dông quang ®iÖn Trong môi trờng suốt và đồng tính ánh sáng truyền theo đờng thẳng Do vËy ¸nh s¸ng gÆp vËt ch¾n s¸ng th× t¹o phÝa sau nã vïng bãng tèi (khi nguån s¸ng cã khÝch thíc nhá) vµ vïng nöa tèi (khi nguån s¸ng cã kÝch thíc lín) VÝ dô: HiÖn tîng NhËt thùc, NguyÖt thùc - Đờng truyền ánh sáng đợc biễu diễn đờng thẳng có hớng gọi là tia s¸ng Khi ánh sáng gặp bề mặt vật bị đổi hớng thì trở lại môi trờng cũ theo định luËt ph¶n x¹ - §Þnh luËt ph¶n x¹ a/s: Tia ph¶n x¹ n»m mÆt ph¼ng chøa tia tíi vµ ph¸p tuyÕt t¹i ®iÓm N tíi, gãc ph¶n x¹ b»ng gãc tíi S R SI: Tia tíi IR: Tia ph¶n x¹ ❑ ❑ ’ i = SIN , i = NIR , i = i’ I I: §iÓm tíi NN’: Ph¸p tuyÕn t¹i ®iÓm tíi Sự phản xạ trên bề mặt nhẵn bóng (mặt gơng) tạo ảnh vật đặt trớc gơng - ảnh vật tạo gơng phẳng là ảnh ảo, vật và đối xứng với vật qua gơng - Vùng quan sát đợc (thị trờng) là vùng chứa các vật nằm trớc gơng mà ta quan sát đợc ảnh các vật đó nhìn vào gơng Thị trờng phụ thuộc vào kích thớc gơng và vị trí đặt mắt * G¬ng cÇu låi lµ g¬ng cã mÆt ph¶n x¹ lµ mÆt låi + ánh sáng chiếu tới gơng cầu lồi phản xạ theo định luật phản xạ ánh sáng + ¶nh t¹o bëi g¬ng cÇu låi nhá h¬n vËt (2) + ThÞ tr¬ng cña g¬ng cÇu låi lín h¬n thÞ trêng cu¶ g¬ng ph¼ng cã cïng kÝch thíc, nên gơng cầu lồi đợc ứng dụng làm gơng chiếu hậu ôtô, xe máy, làm gơng quan sát phía trớc các góc cua gấp khúc trên đờng * G¬ng cÇu lâm lµ g¬ng cã mÆt ph¶n x¹ lµ mÆt lâm + ánh sáng chiếu tới gơng cầu lõm phản xạ theo định luật phản xạ ánh sáng + ¶nh t¹o bëi g¬ng cÇu lâm lín h¬n vËt - ChiÕu mét chïm s¸ng song song tíi g¬ng cÇu lâm, chïm ph¶n x¹ héi tô t¹i mét điểm (ứng dụng đun nấu thiết bị tự động) Ngợc lại, đặt nguồn sáng điểm đó cùm phản xạ trở thành chùm song song (ứng dụng làm pha đèn) 10 Sù khóc x¹ ¸nh s¸ng - HiÖn tîng khóc x¹ ¸nh s¸ng lµ hiÖn tîng ¸nh s¸ng ®i tõ m«i trêng suèt nµy sang m«i trêng suèt kh¸c bÞ - Khi tia s¸ng ®i tõ kh«ng khÝ sang c¸c níc (thñy tinh, th¸ch anh, c¸c m«i trêng r¾n láng kh¸c ) gãc khóc x¹ nhá h¬n gãc tíi - §Þnh luËt khóc x¹ ¸nh s¸ng: Tia khóc x¹ n»m mÆt ph¼ng chøa tia tíi vµ ph¸p tuyÕn t¹i ®iÓm tíi + Khi gãc tíi t¨ng th× gãc khóc x¹ còng t¨ng, gãc tíi b»ng gãc khóc x¹ b»ng 0, tia s¸ng kh«ng bÞ khóc x¹ II Bµi tËp Bài 1: Nhận xét các màu sơn thờng đợc quét trên trần và các phòng học vµ cho biÕt t¹i ngêi ta l¹i s¬n c¸c mµu nh vËy mµ kh«ng s¬n c¸c mµu nh lµ lam hay x¸m Bài 2: Tại các bồn chứa xăng, máy bay đợc sơn màu nhủ bạc còn các côngte- nơ chở hàng lại đợc sơn các màu khác Bµi 3: (Bµi tËp 55.3/SBT VËt lÝ 9) Trong c©u ca dao: “Hỡi cô tát nớc bên đàng Sao cô múc ánh trăng vàng đổ đi” - ¸nh tr¨ng cã mµu g×? T¹i níc l¹i cã tr¨ng? Bài 4: Tại nớc biển đựng cốc lại không có màu xanh mà nớc biển lại có mµu xanh Bµi 5: HiÖn tîng cÇu vång ®©u mµ cã? Bµi 6: Mét sè lo¹i gÊm, mãc ch×a khãa, tem chèng hµng gi¶ l¹i cã c¸c h×nh d¹ng màu sắc khác nhiều góc độ * Gi¶i tãm t¾t c¸c bµi tËp Bài 1: Nhận xét: Trần các phòng học thờng đợc quét sơn màu trắng, tờng vàng Vì trần trắng có khả tán xạ đợc tất các ánh sáng trắng từ ngoài lớp học chiếu vào nó, ánh sáng đó từ trên cao chiếu sáng các trang sách bên dới - Têng vµng v× ngoµi kh¶ n¨ng t¸n x¹ hÇu hÕt c¸c ¸nh s¸ng tr¾ng tõ ngoµi líp häc chiếu vào nó, ánh sáng đó chiếu ngoài ngang các trang sách nó còn chiếu vào mắt ngêi häc nªn dïng mµu vµng th× m¾t kh«ng bÞ chãi nh mµu tr¾ng - Trong phßng häc kh«ng s¬n c¸c mµu nh lµ lam hay x¸m (c¸c mµu xÉm nãi chung) V× c¸c mµu nµy chØ cã kh¶ n¨ng t¸n x¹ tèt ¸nh s¸ng cïng mµu víi nã, t¸n x¹ kém ánh sáng màu khác Các ánh sáng tán xạ đó không ánh sáng trắng Đọc và viÕt l©u díi c¸c ¸nh s¸ng nµy sÏ lµm cho m¾t chãng mái vµ kh¶ n¨ng nh×n cña m¾t kÐm ®i (3) Bài 2: Các bồn chứa xăng, máy bay đợc sơn màu nhủ bạc để hấp thụ ít ánh sáng Mặt trời > giảm nóng lên Còn các công- te- nơ chở hàng lại đợc sơn các màu khác vì nó dùng để chở các hàng hóa thông thờng Bµi 3: (Bµi tËp 55.3/SBT VËt lÝ 9) Trong c©u ca dao: “Hỡi cô tát nớc bên đàng Sao cô múc ánh trăng vàng đổ đi” - ¸nh tr¨ng cã mµu vµng vµo lóc chËp tèi - Trong níc l¹i cã tr¨ng v×: Ngêi g¸i c©u ca dao trang thñ lóc trêi m¸t vÒ chiều tối để tát nớc Ngời trai đứng trên bờ nhìn thấy ánh trăng phản xạ trên mặt nớc gầu nớccủa cô gái, nên có cảm xúc để làm câu thơ nói trên Bµi 4: Mçi líp níc biÓn coi nh lµ mét tÊm läc mµu, ¸nh s¸ng truyÒn qua líp níc cµng dµy th× coi nh truyÒn qua tÊm läc mµu cµng dµy, nªn mµu cña nã cµng thÉm Mçi lớp nớc biển vừa có khả tán xạ yếu ánh sáng màu xanh, vừa đóng vai trò lọc màu xanh nhạt Lớp nớc biển đựng cốc không đủ để chùm sáng truyền qua nã cã mµu xanh Tuy nhiªn truyÒn qua líp níc biÓn dµy hµng Km råi trë l¹i th× ánh sáng có màu xanh thẫm nên ta thấy nớc biển có màu xanh, còn nớc biển đựng cèc l¹i kh«ng cã mµu xanh Bµi 5: HiÖn tîng cÇu vång thùc chÊt lµ kÕt qu¶ cña sù t¸n s¾c ¸nh s¸ng MÆt trêi qua giọt nớc ma hình cầu tạo Nết xét giọt nớc ma hình cầu đợc ánh sáng mÆt trêi räi tíi Trong chïm s¸ng MÆt trêi cã v« ssã tia s¸ng tíi, chóng khóc x¹, ph¶n x¹ vµ lã theo cac gãc lÖch kh¸c Do tán sắc ánh sáng, đứng quay lng phía Mặt trời nhìn phía giọt nớc th× c¸c tia nµy däi vµo m¾t, v× cã v« sè giät níc , vµ c¸c tia nµy tíi m¾t theo c¸c ph¬ng kh¸c nhau, nªn chóng gÆp (ë v« cùc) t¹o nªn cÇu vång cã s¾c mµu rùc rì Cầu vồng có dạng hình tròn Tuy nhiên có đờng chân trời nên phần đờng tròn cầu vồng bị che khuất dới đờng chân trời, ta còn nhìn thấy cầu vồng là cung trßn mµ th«i CÇu vång chØ xuÊt hiÖn lóc s¸ng sím MÆt trêi kh«ng lªn qu¸ cao, hoÆc buæi chiều Khi Mặt trời lên cao thì phần cầu vồng phía dới đờng chân trời, ta không thể tr«ng thÊy cÇu vång n÷a Bµi 6: Mét sè lo¹i gÊm, mãc ch×a khãa, tem chèng hµng gi¶ l¹i cã c¸c h×nh d¹ng màu sắc khác nhiều góc độ Vì chúng có đặc tính là theo góc độ này thì phản xạ tốt ánh sáng màu này, theo góc độ khác thì phản xạ tốt ánh sáng màu khác (4) Buæi 2: ThÊu kÝnh I KiÕn thøc c¬ b¶n cÇn nhí: ThÊu kÝnh lµ vËt suèt, thêng b»ng thñy tinh, giíi h¹n bëi mÆt cÇu hoÆc mÆt ph¼ng mÆt cÇu ThÊu kÝnh héi tô: Cã phÇn r×a máng h¬n phÇn gi÷a - ChiÒu chïm tia s¸ng tíi song song víi trôc chÝnh cña thÊu kÝnh héi tô ,cho chïm tia lã héi tô t¹i tiªu ®iÓm cña thÊu kÝnh - Đờng truyền các tia sáng đặc biệt qua thấu kính hội tụ: + Tia tíi qua quang t©m cña thÊu kÝnh tiÕp tôc truyÒn th¼ng + Tia song song víi trôc chÝnh, tia lã qua tiªu ®iÓm + Tia qua tiªu ®iÓm, tia lã song song víi trôc chÝnh d = OA: kho¶ng c¸ch tõ vËt tíi thÊu kÝnh B d’ = OA’: kho¶ng c¸ch tõ vËt tíi thÊu kÝnh I f = OF : tiªu cùc cña thÊu kÝnh F' A' f’=OF’: tiªu cùc cña thÊu kÝnh A F O ( f= f’) h = AB: chiÒu cao cña vËt B' h’ = A’B’ : chiÒu cao cña ¶nh k = h' : độ phóng đại ảnh qua thấu kính h TÝnh chÊt ¶nh t¹o bëi thÊu kÝnh héi tô: + Vật đặt ngoài tiêu điểm: ảnh thật ngợc chiều và lớn vật f<d<2f và nhỏ h¬n vËt nÕu d>2f + Vật đặt tiêu điểm: ảnh ảo, cùng chiều, lớn vật + Vật đặt tiêu điểm: ảnh vô cực Dùng ¶nh cña vËt AB (AB Δ ,A Δ ) qua thÊu kÝnh: Chỉ cần dựng ảnh B’ B qua thấu kính tia sáng đặc biệt, sau đó từ B’ h¹ vu«ng gãc xuèng Δ ta cã ¶nh A’ cña A A’B’ lµ ¶nh cña AB ThÊu kÝnh ph©n k×: Lµ thÊu kÝnh cã phÇn r×a dµy h¬n phÇn gi÷a - Chïm tia tíi song song víi trôc trôc chÝnh cña thÊu kÝnh ph©n kú, cho chïm tia lã ph©n kú - Đờng truyền số tia sáng đặc biệt qua thấu kính phân kỳ: + Tia tíi song song trôc chÝnh, tia lã kÐo dµi ®i qua tiªu ®iÓm + Tia tíi qua quang t©m tiÕp tôc truyÒn th¼ng (5) B F’ A F A’ O - §Æc ®iÓm ¶nh cña vËt t¹o bëi thÊu kÝnh ph©n kú: + Lu«n lµ ¶nh ¶o, cïng chiÒu, nhá h¬n vËt vµ lu«n n»m kho¶nh tiªu cù cña thÊu kÝnh + Vật đặt xa thấu kính, ảnh ảo có vị trí cách thấu kính khoảng tiêu cự + ảnh ảo vật tạo thấu kính hội tụ lớn ảnh ảo vật đó tạo thấu kÝnh ph©n kú II Bµi tËp: Bµi 1: Trªn h×nh vÏ biÕt Δ cña thÊu kÝnh, S’ lµ ¶nh cña ®iÓm s¸ng S qua thÊu kính Cho biết thấu kính thuộc loại gì? Dùng hình vẽ đẻ xác định vị trí đặt thấu kính và tiªu ®iÓm cña nã S’ S S Δ Δ S’ S S’ Δ Bµi 2: Trªn h×nh vÏ biÕt Δ , A’B’ lµ ¶nh cña AB qua thÊu kÝnh, cho biÕt lo¹i thÊu kính Dùng hình vẽ xác định vị trí đặt thấu kính, tiêu cự nó trờng hợp sau: B’ B B ’ B B A’ Δ Δ Δ A A’ A A’ A B’ Bµi 3: ChØ râ thÊu kÝnh lo¹i nµo vµ vÏ tia lã hoÆc tia tíi cßn thiÕu c¸c trêng hîp sau: Bµi 4: §Æt vËt AB vu«ng gãc víi trôc chÝnh cña TKHT cã tiªu cù f=12cm, ®iÓm A nằm trên trục chính, cho ảnh A ’B’ cao gấp hai lần vật Hãy xác định vị trí vật và ảnh so víi TK Bµi 5: §Æt vËt s¸ng AB tríc TKHT nh h×nh vÏ B BiÕt d=90cm, OF=6cm, AB=3cm (6) a, VÏ ¶nh A’B’ cña vËt AB t¹o bëi TK b, TÝnh d' A F O F’ c, TÝnh A’B’ d, Gi¶i l¹i c¸c c©u a, b, c thay TKHT bëi TKPK Bµi 6: §Æt vËt s¸ng AB vu«ng gãc víi trôc chÝnh TKHT cã tiªu cù f=24cm, ®iÓm A n»m trªn trôc chÝnh a, Xác định vị trí vật biết ảnh nó là ảnh thật, ngợc chiều với vật và cách TK mét kho¶ng 40cm b, TÝnh chiÒu cao cña ¶nh, biÕt vËt cao 15cm c, Di chuyÓn vËt l¹i gÇn TK thªm 5cm gi©y TÝnh vËn tèc di chuyÓn cña ¶nh d, Gi¶i l¹i c¸c c©u a, b, c thay TKHT b»ng TKPK cã tiªu cù 50cm Bµi 7: §Æt vËt AB vu«ng gãc víi trôc chÝnh cña TKHT, ®iÓm A n»m trªn trôc chÝnh, cho ¶nh A’B’ cao gÊp 1/3 lÇn vËt a, Hãy xác định tiêu cự TK b, Tính khoảng cách từ ảnh và vật đến TK biết khoảng cách chúng là 30cm c, Gi¶i l¹i c¸c c©u a, b thay TKHT b»ng TKPK Bµi 8: §Æt vËt s¸ng AB vu«ng gãc víi trôc chÝnh TKHT cã tiªu cù f=20cm, ®iÓm A n»m trªn trôc chÝnh vµ c¸ch TK 16cm a, ¶nh A’B’ lµ ¶nh thËt hay ¶nh ¶o? T¹i sao? b, Xác định vị trí ảnh và tính chiều cao vật biết ảnh cao 25cm Bµi 9: §Æt vËt s¸ng AB vu«ng gãc víi trôc chÝnh TKPK cã tiªu cù f=24cm, ®iÓm A nằm trên trục chính Xác định vị trí ảnh và vật biết ảnh cao 1/2 vật (7)