Thí nghiệm Quang học Phổ Thông (bộ TN Phywe0

Sự truyền ánh sáng phù hợp với các định luật vật lý  Quan sát ánh sáng phát ra từ đèn và đánh dấu cả hai đường viền phía trên và dưới của chùm tia sáng bằng 3 đường kẻ cho mỗi đường vi

Trang 1

BÀI 1.1: SỰ TRUYỀN THẲNG ÁNH SÁNG

I MỤC ĐÍCH

Ánh sáng được truyền như thế nào?

Thí nghiệm này nghiên cứu sự truyền ánh sáng Trong phần thứ hai, kết quả được xác nhận bằng cách sử dụng phương pháp lỗ ngắm

II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

Vật liệu từ "TESS advanced Physics Set Optics 1, OE-1" (Số thứ tự 15276-88)

Position Material Bestellnr Menge

Trang 2

Hình 1

IV THAO TÁC THÍ NGHIỆM

 Gắn hộp sáng với bộ nguồn điện (12 V AC) và bật nguồn lên

Hình 2

1 Sự truyền ánh sáng phù hợp với các định luật vật lý

 Quan sát ánh sáng phát ra từ đèn và đánh dấu cả hai đường viền phía trên và dưới của chùm tia sáng bằng 3 đường kẻ cho mỗi đường viền

Trang 3

Hình 3

 Nối các đường kẻ tương ứng và to khu vực chùm ánh sáng bằng bút chì

 Ranh giới của chùm ánh sáng chạy như thế nào? Ghi lại những gì bạn quan sát được

Trang 4

 Một lần nữa bật bộ nguồn điện lên

 Đánh dấu độ mở giữa của màn chắn và đường đi của chùm ánh sáng giữa (Hình 6)

Trang 5

Hình 6

 Giữ màn chắn một khe hộp sáng khoảng 8 cm tại chùm ánh sáng giữa Nhìn vào đèn qua khe của màn chắn một khe và di chuyển màn chắn sang hai bên cho đến khi có thể nhìn thấy độ mở giữa của màn chắn ba khe (Hình 7)

 So sánh đường đi của ánh sáng với vị trí mở của màn chắn một khe

 Ghi lại những gì bạn quan sát được

Trang 7

BÀI 1.2: VẬT LIỆU TRONG SUỐT VÀ VẬT LIỆU KHÔNG TRONG SUỐT

I MỤC ĐÍCH

Ánh sáng có đi qua tất cả các vật liệu không?

1 Nghiên cứu độ truyền ánh sáng của các vật liệu rắn khác nhau

2 Nghiên cứu độ truyền qua của giấy bóng (giấy mờ) phụ thuộc vào cái gì

Nhiều loại giấy hoặc lá kim loại khác nhau (ví dụ như

giấy mờ, giấy đen, lá kim loại trong suốt - kích thước)10 cm x 10 cm)

Các vật thể khác nhau (ví dụ như êke nhựa, cục tẩy)

III LẮP ĐẶT THÍ NGHIỆM

Trang 8

 Đặt hộp đèn có đầu đèn trên một tờ giấy nằm gần mép bàn Đặt khối lên giấy Sắp xếp các vật thể khác

Hình 1

1 Sự phụ thuộc của độ truyền ánh sáng vào loại vật liệu rắn

 Gắn hộp đèn vào ổ cắm DC của bộ nguồn điện Điều chỉnh điện áp 4 V

Trang 9

 Ghi lại những quan sát được vào bảng ở Trang Kết quả

 Lặp lại thí nghiệm đối với tất cả các vật thể và loại giấy đã chuẩn bị Điền vào bảng ở Trang Kết quả các giá trị ghi nhậ được của các vật thể và loại giấy đã sử dụng và bổ sung kết quả quan sát tương ứng

Trang 10

2 Sự phụ thuộc của độ truyền ánh sáng vủa một đồ vật vào độ dày của lớp

 Cắt một tờ giấy mờ thành khoảng 8 mảnh có kích thước bằng nhau Vẽ phác họa một hình nhỏ lên một trong các mảnh giấy

Trang 11

 Để một miếng giẻ lau bảng khoảng 20 cm ở phía trước của hộp đèn Quan sát đường

đi của ánh sáng và độ nhìn rõ của ánh sáng

Trang 12

Tấm lọc màu (màu đỏ) Cục tẩy/ Thước kẻ

Lá kim loại Giấy mờ

Đánh giá

Câu hỏi 1

So sánh các quan sát về độ truyền ánh sáng của các vật thể khác nhau Có thể phân biệt được

ba loại độ truyền ánh sáng nào?

Điền vào cột cuối cùng của bảng ở trang kết quả theo sự phân loại nà

Trang 13

Độ truyền ánh sáng của giấy mờ phụ thuộc vào cái gì? Đưa ra nhận định

Trang 14

Không có ánh sáng nào không có bóng!

Thí nghiệm đầu tiên nghiên cứu sự hình thành bóng phía sau các đồ vật được chiếu sáng Phần thứ hai của thí nghiệm này là về sự hình thành bóng khi một đồ vật được chiếu sáng bởi hai nguồn ánh sáng

Trang 15

 Đặt hộp đèn có mặt đèn trên một tờ giấy trắng Gấp đầu của tờ giấy sao cho nó tạo thành một màn chắn Đặt một đồ vật không trong suốt (ví dụ như hộp bóng đèn) phía trước đèn

Trang 16

 Di chuyển đồ vật gần nguồn sáng hơn, sau đó di chuyển ra xa

 Bóng của đồ vật thay đổi như thế nào mỗi lần di chuyển?

 Ghi lại các kết quả

 Lại đặt đồ vật không trong suốt phía trước đèn 10 cm Vẽ đường viền của nó

 Đánh dấu cả đường ranh giới của hình nón ánh sáng và khu vực có bóng bằng các đường kẻ

Trang 17

2 Sự hình thành bóng với hai nguồn sáng

 Nguồn sáng thứ hai được tạo ra bằng cách phản chiếu ánh sáng từ hộp đèn bằng một tấm gương

 Bỏ một trong những tấm chắn bên hông hộp đèn Đặt gương cạnh hộp đèn sao cho ánh sáng được phản xạ về phía trước Nối lại hộp đèn với bộ nguồn điện (12 V AC)

 Đặt đồ vật không trong suốt sao cho nó được chiếu bởi cả hai hình nón ánh sáng

Hình 5

Trang 18

 Quan sát chính xác những gì xảy ra đằng sau đồ vật, sau đó lần lượt che một trong hai nguồn sáng Điều gì xảy ra trong mỗi trường hợp?

 Ghi lại những gì quan sát được vào bảng dưới đây

Bảng 1 Chiếu sáng Quan sát phía sau đồ vật không trong suốt được chiếu

sáng Với hai nguồn sáng

Chỉ với nguồn sáng trung tâm

(nguồn sáng bên bị che kín)

Chỉ với nguồn sáng bên

(nguồn sáng trung tâm bị che

 Một lần nữa quan sát sự hình thành bóng phía sau vật thể không trong suốt

 Đầu tiên, che một khe và sau đó là khe còn lại của hai khe; ghi lại những gì em quan sát được vào bảng dưới đây

Bảng 2 Tấm lọc bị che màu Màu của khu vực có bóng

Đỏ Xanh

 Đổi hai tấm lọc màu cho nhau Bạn nhận thấy điều gì?

 Ghi lại những gì quan sát được

 Tắt bộ nguồn điện đi

Trang 19

Nối tất cả các cặp đường kẻ tương ứng trên tờ giấy ở bài toán đầu tiên, tô khu vực bóng tối bằng bút chì Đường viền của bóng là đường gì? Cố gắng giải thích những gì quan sát thấy Nguyên nhân của hiện tượng này là gì?

Trang 20

BÀI 1.4: NHẬT THỰC VÀ NGUYỆT THỰC (VỚI HỘP ĐEN)

I MỤC ĐÍCH

Mục đích của thí nghiệm này là nghiên cứu cách thức nhật thực và nguyệt thực xảy ra

1 Chậu thủy tinh thí nghiệm, hai nửa bán

Quả cầu, không trong suốt (bằng chất dẻo

platixin hoặc hòn bi)

Trang 21

 Lăn một quả cầu nhỏ (đường kính khoảng 1.5 cm) làm từ một miếng chất dẻo platixin

và đặt nó vào vòng tròn Đặt chậu thủy tính lật ngược vào giữa vòng tròn Đặt hộp đèn với mặt đèn cạnh phía bên trái của tờ giấy

Trang 22

Hình 3

 Nối hộp đèn với bộ nguồn điện (12 V AC) và bật nguồn lên

Hình 4

 Di chuyển quả cầu quay vòng quanh và quan sát bóng được hình thành trên quả cầu

và trên chậu thủy tinh

 Di chuyển quả cầu đến các vị trí được đánh dấu trong hình Ở từng vị trí, quan sát bóng được hình thành và ghi lại các kết quả vào bảng ở Trang Kết quả

Trang 23

 Tắt bộ nguồn điện và đặt hộp đèn sang một bên

 Tháo các dải giấy và những tàn tích của dải băng dính ra khỏi chậu thủy tinh

Trang 24

Chậu thủy tinh Quả cầu (hòn bi)

Câu hỏi 2

Sự che khuất tạm thời mặt trăng

tròn được gọi là nguyệt thực So

sánh bản vẽ sau với cách lặp đặt

thí nghiệm, hoàn thành hình vẽ

bằng cách thêm tên vào các

thiên thể được mô phỏng bởi các

mô hình và tô bóng của trái đất

Trang 25

Sự xoay vòng của mặt trăng xung quanh trái đất mất khoảng 29 ngày Tại Đức, nguyệt thực tiếp theo sẽ được quan sát thấy vào ngày 7 tháng 9 năm 2006 và ngày 3 tháng 3 năm 2007 Đưa ra giả định dựa trên các sự kiện này và kết quả quan sát trong suốt quá trình thí nghiệm

về lý do tại sao chúng ta không có nguyệt thực trong mỗi sự xoay vòng của mặt trăng xung quanh trái đất

Tại sao mặt trăng có thể bị che khuất hoàn toàn bởi bóng của trái đất? Ngược lại, tại sao chỉ

có một số phần của bề mặt trái đất có thể bị che khuất trong quá trình xảy ra nhật thực?

Trang 26

Các loại giấy hoặc bìa cứng khác nhau (trắng, đen và

Trang 27

 Ghi lại những gì quan sát được vào bảng ở Trang Kết quả

Trang 29

 Cuối cùng, gắn tấm chắn ba khe vào hộp đèn và thay đổi góc của gương so với chùm ánh sáng: đầu tiên là một góc tới nhỏ, và sau đó là một góc tới lớn hơn

Giấy đen Giấy trắng

Trang 31

BÀI 2.2: SỰ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG QUA GƯƠNG PHẲNG

I MỤC ĐÍCH

Làm thế nào bạn có thể nhìn quanh một góc của ngôi nhà bằng gương?

Thí nghiệm này nghiên cứu sự liên kết giữa chùm ánh sáng tới và ánh sáng phản xạ của gương Trong bước thứ hai, chúng ta xác định làm thế nào để giữ một tờ giấy để nhìn thấy chùm ánh sáng phản xạ với toàn bộ chiều dài của nó

Trang 33

 Đặt gương vào đúng đường thẳng đứng ở giữa đĩa Gắn tấm chắn một khe vào đầu có ống kính của hộp đèn Đặt hộp đèn bên cạnh đĩa quang sao cho chùm ánh sáng chiếu vào gương

khác tùy chọn Cuối cùng, cho chùm ánh sáng chạy dọc theo đường 0° Góc tới bây

giờ là α = 0° Bây giờ, quan sát chùm phản xạ Góc β có giá trị bằng bao nhiêu ? Cũng

ghi lại giá trị này vào bảng

Trang 34

So sánh các giá trị đo được của góc phản xạ β với góc tới α của chùm ánh sáng chiếu vào

gương Có thể kết luận được điều gì từ điều này? Đưa ra một nguyên tắc giải thích cho điều này

Chùm ánh sáng chiếu vào gương dọc theo đường 0° ("pháp tuyến với bề mặt phản xạ") được

phản xạ như thế nào? Góc tới α trong ví dụ này và góc phản xạ ß có giá trị bằng bao nhiêu?

Trang 36

BÀI 2.3: ẢNH TRONG GƯƠNG PHẲNG

I MỤC ĐÍCH

Hình ảnh phản chiếu trong gương được hình thành như thế nào?

Trong thí nghiệm này, các tính chất của hình ảnh phản chiếu được xác định và học sinh sẽ tìm hiểu ảnh được hình thành như thế nào bởi gương phẳng

Trang 40

 Đặt hộp đèn sao cho chùm ánh sáng chạy qua các vạch G và Y Đánh dấu cả hai chùm ánh sáng tới và phản xạ bằng hai đường kẻ cho mỗi chùm

 Bạn nhận thấy điều gì? Ghi lại những gì bạn quan sát thấy

Trang 41

 Đo khoảng cách từ điểm G đến gương

 Ghi lại giá trị này

So sánh khoảng cách g từ điểm G đến gương (khoảng cách của đồ vật) với khoảng cách b từ

điểm B đến gương (khoảng cách ảnh), với những gì quan sát được từ phần đầu tiên của thí nghiệm

Trang 42

BÀI 2.4: ẢNH TẠO BỞI GƯƠNG LÕM

I MỤC ĐÍCH

Ánh sáng bị phản xạ bởi gương lõm như thế nào?

Tìm hiểu cách ánh sáng bị phản xạ bởi gương lõm và xác định đường đi của các chùm ánh sáng đã chọn bị phản xạ bởi gương lõm

III LẮP ĐẶT VÀ THỰC NGHIỆM

Trang 44

 Bây giờ xoay gương lõm xung quanh điểm S cho đến khi chùm ánh sáng giữa bị phản

xạ trở lại dọc theo trục quang

Hình 4

Trang 45

 Đánh dấu giao điểm của các chùm ánh sáng phản xạ và đặt tên là F

 Cẩn thận sao chép đường đồng mức trong của gương bằng bút chì nét lên tờ giấy

 Tắt bộ nguồn điện và bỏ hộp đèn và gương ra khỏi giấy

2 Đường đi của các chùm ánh sáng được chọn sau phản xạ

 Thay thế gương trên điểm S như trong Hình 6 Gắn tấm chắn một khe và đầu ống kính của hộp đèn; đặt nó cách gương lõm khoảng 17 cm và bật bộ nguồn điện (12 V AC) lên

 Kiểm tra vị trí của gương bằng cách cho phép chùm ánh sáng tới hẹp chạy dọc theo trục quang

Trang 46

 Di chuyển hộp đèn một chút sao cho chùm ánh sáng chạy song song với trục quang ở một khoảng cách 1 cm

Trang 47

 Bây giờ, hãy để cho chùm ánh sáng đi qua điểm M (tâm của đường cong) và sau đó qua điểm (tiêu điểm) trên đường đi của nó tới gương lõm Trong mỗi trường hợp quan sát đường đi của chùm ánh sáng phản xạ; ghi lại những gì quan sát được vào bảng ở Trang Kết quả và đánh dấu đường đi của các chùm ánh sáng tới và phản xạ trong mỗi trường hợp (sử dụng màu sắc hoặc ký hiệu khác nhau) ở hai điểm khác nhau

IV KẾT QUẢ

Bảng 1 Đường đi của chùm ánh sáng tới Đường đi của chùm ánh sáng phản xạ Song song với trục quang (chùm song song)

Đi qua tâm đường cong M (chùm tâm điểm)

Đi qua tiêu điểm F (chùm tiêu điểm)

Trang 48

Dựng hình cung của một đường tròn xung quang M có bán kính M S , giao với trục quang tại

S So sáng dây cung này với đường nét đã vẽ của gương lõm Bạn có thể kết luận được điều

Với những gì quan sát được, hãy xây dựng ba nguyên tắc giải thích cách ba chùm ánh

sáng được chọn được phản xạ bởi gương lõm như thế nào

Trang 49

BÀI 2.5: DỰNG ẢNH QUA GƯƠNG LÕM

I MỤC ĐÍCH

Tại sao hình ảnh phản chiếu trong một cái thìa bóng lại ngược chiều và nhỏ đi?

Trong thí nghiệm này, nghiên cứu sự hình thành ảnh trong gương lõm với các chùm ánh sáng được chọn

Trang 50

Đảm bảo rằng tâm đường cong trong của gương lõm luôn liên tục trên điểm S và vị trí của nó không thay đổi khi di chuyển hộp đèn

Trang 51

IV THAO TÁC THỰC NGHIỆM

 Nối hộp đèn với bộ nguồn điện (12 V AC) và bật nguồn lên

Trang 52

 Một lần nữa quan sát chùm ánh sáng được phản xạ bởi gương lõm và đánh dấu đường

đi của cả chùm ánh sáng tới và phản xạ hai lần (sử dụng màu sắc hoặc ký hiệu khác nhau)

Trang 53

 Tắt bộ nguồn điện và bỏ hộp đèn và gương lõm ra khỏi giấy

 Nối các vạch tương ứng sao cho đường đi của các chùm ánh sáng trước và sau phản

xạ trong gương lõm có thể nhìn thấy được

 Đường đi của hai chùm ánh sáng phản xạ nằm như thế nào trong mối quan hệ với nhau? Ghi lại những gì quan sát được

Kết quả

Bảng 1 Đường đi của chùm ánh sáng tới Đường đi của chùm ánh sáng phản xạ Song song với trục quang (chùm song song)

Đi qua tiêu điểm F (chùm tiêu điểm)

Hướng đến trục quang Khoảng cách từ đỉnh S

Trang 54

Vẽ một đường thẳng từ đỉnh mũi tên đồ vật G qua điểm M đến gương (tia tâm điểm)

Bạn thấy gì? Đưa ra lý giải cho kết quả này

Trang 55

BÀI 2.6: PHẢN XẠ TRONG GƯƠNG LỒI

Trang 56

III LẮP ĐẶT THÍ NGHIỆM

1 Phản xạ trong gương lồi

 Chuẩn bị một tờ giấy như trong hình (đặt tên một điểm trên trục quang là "S")

Trang 57

Hình 3

 Di chuyển hộp đèn cho đến khi chùm ánh sáng hẹp trung tâm của tấm chắn năm khe chạy chính xác dọc theo trục quang (đường kẻ bút chì) Nếu bạn đã định vị gương một cách chính xác thì chùm ánh sáng này sẽ phản xạ trở lại trên chính nó; nếu không, xoay nhẹ gương

Trang 58

Hình 6

Trang 59

 Tắt bộ nguồn điện và bỏ hộp đèn và gương ra khỏi giấy

 Nối các vạch đánh dấu tương ứng sao cho đường đi của các chùm ánh sáng trước và sau phản xạ trong gương lồi có thể nhìn thấy được

 Mở rộng các chùm ánh sáng phản xạ về phía sau bằng các đường nét đứt qua đường cong của gương

 Đặt tên cho giao điểm của các đường mở rộng là " " Giao điểm nằm ở đâu?

2 Phản xạ một chùm ánh sáng trong gương lồi

 Chuẩn bị một tờ giấy thứ hai tương tự như tờ giấy được sử dụng trong phần đầu tiên của thí nghiệm Đặt gương lồi có đường cong ngoài nằm trên điểm S

 Gắn tấm chắn một khe vào đầu có ống kính của hộp đèn và một lần nữa bật bộ nguồn điện(12 V AC) lên

 Để cho chùm ánh sáng hẹp chiếu vào gương tại đúng điểm S tại một góc

Hình 7

 Quan sát chùm ánh sáng bị phản xạ bởi gương; đánh dấu đường đi của các tia sáng tới

và phản xạ bằng hai đường kẻ cho mỗi tia

Trang 60

Hình 8

 Tắt bộ nguồn điện và bỏ hộp đèn và gương ra khỏi tờ giấy

 Nối các dấu tương ứng sao cho đường đi của chùm ánh sáng trước và sau phản xạ có thể nhìn thấy được

 Đo góc tới (α) và góc phản xạ (β); ghi lại các kết quả

Định dạng
Số trang	234
Dung lượng	5,79 MB