sáng kiến kinh nghiệm ngành vật lý : “Giải thích định tính các hiện tượng Quang học

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích định tính các hiện tượng Quang học” I S i i’ R N PHẦN II: NỘI DUNG Quang học là một mơn học, trong đĩ người ta nghiên cứu các hiện

Trang 1

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích định tính các hiện tượng Quang học”

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Vật lý học khơng phải chỉ là các phương trình và con số Vật lý học là những điều đang xảy ra trong thế giới xung quanh ta Nĩ nĩi về các màu sắc trong một cầu vịng, về ánh sáng lĩng lánh và tính cứng rắn của viên kim cương Nĩ cĩ liên quan đến việc đi bộ, đi xe đạp, lái ơ tơ và cả việc điều khiển một con tàu vũ trụ Việc học mơn Vật lý khơng chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng các cơng thức Vật lý để giải cho xong các phương trình và đi đến những đáp số, mà cịn phải giải thích được các hiện tượng Vật lý đang xảy ra trong thiên nhiên quanh ta, trong các đối tượng cơng nghệ của nền văn minh mà ta đang sử dụng

Mặt khác, thực tế việc giảng dạy Vật lý hiện nay, chủ yếu dành nhiều thời gian dạy học sinh nhận diện các kiểu, loại bài tồn khác nhau và cách thức vận dụng các cơng thức Vật lý cho từng kiểu, loại tốn đĩ, mà ít chú trọng giúp học sinh giải thích các hiện tượng Vật lý xảy ra trong tự nhiên

Xuất phát từ ý nghĩa và thực tế đĩ, tơi mạnh dạn nghiên cứu đề tài

“Giải thích định tính các hiện tượng Quang học”, nhằm giúp học sinh yêu thích

và hiểu hơn bản chất Vật lý của các hiện tượng Quang học

2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

Để hồn thành đề tài này tơi chọn phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu:

+ Đọc các sách giáo khoa phổ thơng, các sách đại học, sách tham khảo phần Quang học

- Phương pháp thống kê:

+ Chọn các hiện tượng cĩ trong chương trình phổ thơng và gần gũi với đời sống hằng ngày

- Phương pháp phân tích và tổng hợp kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy

và thực tế đời sống

Phạm vi nghiên cứu đề tài này là trong phần Quang học của chương trình lớp

12 hiện hành

* CẤU TRÚC PHẦN NỘI DUNG GỒM:

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CƠ BẢN CỦA QUANG HỌC VÀ MỘT VÀI HIỆN TƯỢNG QUANG HỌC THƯỜNG GẶP TRONG ĐỜI SỐNG

II PHƯƠNG PHÁP CHUNG ĐỂ GIẢI ĐÁP NHANH NHỮNG CÂU HỎI ĐỊNH TÍNH QUANG HỌC

III 30 HIỆN TƯỢNG QUANG HỌC PHỔ BIẾN TRONG TỰ NHIÊN

Trang 2

I

S

i i’

R

N

PHẦN II: NỘI DUNG

Quang học là một mơn học, trong đĩ người ta nghiên cứu các hiện tượng liên quan đến ánh sáng; từ sự truyền của ánh sáng đến sự tạo ra các ảnh; từ các tính chất của ánh sáng đến bản chất của áng sáng

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CƠ BẢN CỦA QUANG HỌC VÀ MỘT VÀI HIỆN TƯỢNG QUANG HỌC THƯỜNG GẶP TRONG ĐỜI SỐNG

a Cơ sở lý thuyết cơ bản của quang học

+ Định luật truyền thẳng ánh sáng

- Trong một mơi trường trong suốt, đồng tính và đẳng hướng ánh sáng truyền theo đường thẳng

+ Nguyên lí về tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng

- Đường đi của ánh sáng khơng đổi khi đảo ngược chiều truyền ánh sáng

+ Định luật phản xạ ánh sáng

- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến

so với tia tới

+ Định luật khúc xạ ánh sáng

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới

- Đối với một cặp mơi trường trong suốt nhất định thì tỉ số giữa sin của gĩc tới

(sin i) với sin của gĩc khúc xạ (sin r) luơn luơn là mọt số khơng đổi

Số khơng đổi này phụ thuộc vào bản chất của hai mơi trường và được

gọi là chiếc suất tỉ đối của mơi trường chứa tia khúc xạ (mơi trường 2) đối

với mơi trường chứa tia tới (mơi trường 1)

sin i sin r = n 21

+ Hiện tượng phản xạ tồn phần

đều trở lại mơi trường chiếc quang hơn Khi đĩ cĩ hiện tượng phản xạ tồn phần

+ Máy ảnh

- Vật kính của máy ảnh là một thấu kính hội tụ (hoặc một hệ thấu kính tương đương với thấu kính hội tụ) cho ảnh của vật cần chụp hiện rõ trên phim (ảnh)

+ Mắt

- Thủy tinh thể của mắt cĩ vai trị như vật kính của máy ảnh, cịn võng mạc cĩ vai trị như phim

r

K

N

S

I

i

Trang 3

- Khi nhìn vật đặt ở điểm cực viễn CV, mắt khơng cần điều tiết Cịn khi nhìn vật đặt ở điểm cực cận CC mắt phải điều tiết tối đa rất chĩng mỏi mắt Giới hạn nhìn rõ của mắt là khoảng CVCC Khoảng cách thấy rõ ngắn nhất là Đ = OCC (O là quang tâm của mắt) Thường lấy Đ = 25cm Mắt bình thường cĩ điểm cực viễn ở xa vơ cùng, cịn điểm cực cận cách mắt 10cm đến 20cm

- Mắt cận thị cĩ độ tụ lớn hơn mắt bình thường khơng cĩ tật, điểm cực viễn của mắt cận thị ở tương đối gần mắt Thường sửa tật cận thị bằng cách đeo kính phân kỳ

- Mắt viễn thị cĩ độ tụ nhỏ hơn mắt bình thường; điểm cực cận của mắt viễn thị ở tương đối xa mắt Sửa tật viễn thị bằng cách đeo kính hội tụ

- Gĩc trơng  của một vật (hoặc ảnh) AB đặt thẳng gĩc với trục nhìn của mắt O là

 = gĩc AOB với tg = AB

OA

- Năng suất phân li của mắt bình thường:   1’ = 1

3400 rad

+ Các dụng cụ quang học: Kính lúp, hiển vi, thiên văn

-Độ bội giác G của một số dụng cụ quang học: G = 

0

 tg

tg0

điểm cực cận của mắt

+ Tính chất sĩng của ánh sáng

- Ánh sáng là sĩng điện từ Ánh sáng đơn sắc nhìn thấy cĩ một bước sĩng  xác định và cĩ một màu nhất định Một chùm ánh sáng trắng song song, gồm các ánh sáng đơn sắc cĩ bước sĩng từ 0,4 µm (tia tím) đến 0,76 µm (tia đỏ), đến lăng kính khi lĩ ra khỏi lăng kính, bị phân tích thành dãy nhiều màu, từ đỏ đến tím, gọi là quang phổ của ánh sáng trắng Tia đỏ bị lệch (về phía dáy lăng kính) ít nhất, tia tím

bị lệch nhiều nhất Nguyên nhân của sự tán sắc đĩ là do chiếc suất của thuỷ tinh (mơi trường) phụ thuộc vào bước sĩng (tần số) ánh sáng

- Hai sĩng ánh sáng kết hợp, do hai nguồn sáng kết hợp phát ra, giao thoa với nhau khi gặp nhau, tạo nên vân sáng (cực đại giao thoa) và vân tối (cực tiểu giao thoa) trên màn quan sát

+ Lượng tử ánh sáng

- Chùm ánh sáng đơn sắc cĩ bước sĩng  được coi như dịng các phơtơn (lượng tử ánh sáng), mỗi phơtơn mang năng lượng xác định ε = h f = h c

 (f là tần số ánh sáng, h là hằng số Plăng; h = 6,625.10-34J.s; c = 3 108m/s) Cường độ ánh sáng tỉ lệ với số phơtơn

- Hiện tượng quang điện là hiện tượng các electrơn bị bật ra (gọi là electrơn quang điện) khi chiếu vào mặt kim loại chùm ánh sáng cĩ bước sĩng  thích hợp

Trang 4

Cĩ khi nào ta ngồi suy nghĩ: Tại sao trần nhà lại sơn màu trắng? cịn bốn vách tường lại khơng sơn màu trắng? hay mỗi lần đi trên đường phải dừng lại khi gặp: “Đèn đỏ”, và tại sao lại phải “Đèn đỏ”? v.v Những hiện tượng rất thực tế, rất gần gũi với chúng ta, nhiều lúc chúng ta xem đĩ là hiển nhiên, ta vơ tình khơng cần

biết Nhưng khi hiểu được “chúng” thì đúng là thú vị thật

VÌ SAO TRẦN NHÀ TRONG BUỒNG SƠN MÀU TRẮNG, CỊN BỐN BỨC VÁCH TỐT NHẤT KHƠNG SƠN MÀU TRẮNG?

Vách tường trong buồng quét vơi thành màu gì hoặc hoa văn ra sao chẳng những vì mỹ quang, mà cịn phải cân nhắc đến vấn đề ánh sáng nữa

Vật thể màu trắng phản quang rất mạnh Sơn trần nhà thành màu trắng, ban ngày nĩ sẽ phản quang ánh Mặt Trời xuống dưới, cịn ban đêm cĩ thể phản xạ ánh đèn xuống, làm cho gian buồng thêm sáng sủa, mà khơng ảnh hưởng gì tới mắt người cả, vì người chẳng mấy khi ngửa cổ nhìn lâu trên trần nhà Thế thì tại sao bốn mặt vách tường tốt nhất khơng sơn thành màu trắng nhỉ? Đĩ là vì bốn bức tường nằm trong trường nhìn của chúng ta

Bất cứ bạn ngồi hay đứng, nhìn trái,

nhìn phải hoặc nhìn trước nhìn ra sau, mắt đều

gặp phải bức tường Nếu bốn bức tường cũng

lại sơn thành màu trắng, thế thì ánh Mặt Trời

hoặc ánh đèn chiếu lên vách tường trắng sẽ

sinh ra phản quang rất mạnh, và trực tiếp rọi

vào mắt người, làm cho mắt cảm thấy rất khĩ

chịu Điều đĩ khơng cĩ lợi đối với con mắt

Mọi người đều cĩ thể nghiệm này: Đọc

sách báo dưới ánh Mặt Trời tương đối chĩi chang thì mắt sẽ cảm thấy rất mệt mỏi chính là vì lẽ đĩ Vì vậy, vách tường xung quanh phịng tốt nhất là sơn thành màu xanh nhạt, màu vàng lúa hoặc màu lam nhạt Ánh sáng phản xạ của chúng tương đối dịu, sẽ khơng làm cho mắt bị kích thích

TẠI SAO TRONG GIAO THƠNG, NGƯỜI TA DÙNG ĐÈN ĐỎ ĐỂ BÁO HIỆU NGUY HIỂM, MÀ KHƠNG DÙNG ĐÈN MÀU KHÁC?

Cĩ hai lý do Lý do thứ nhất, lý do khách quan, là trong bảy màu quang phổ, màu đỏ ứng với bước sĩng lớn nhất, nên ánh sáng đỏ truyền trong khơng

khí cĩ nhiều bụi hoặc hạt nước nhỏ (tức là sương mù), thì một phần năng lượng ánh sáng bị các phân tử khơng khí và các hạt đĩ tán xạ ra mọi phía, nên năng lượng chùm sáng càng giảm, khi truyền đi càng xa Phần ánh sáng mất do tán xạ tăng rất nhanh khi bước sĩng giảm, nên ánh sáng cĩ bước sĩng dài bị mất mát ít hơn và truyền được xa hơn ánh sáng các màu khác

Trang 5

Lý do thứ hai, lý do chủ quan là như sau: Khi đứng rất xa một đèn màu, ta

trơng thấy đèn nhưng khơng nhận ra màu của nĩ Phải lại gần thêm, mới phân biệt

màu của ánh sáng đèn Nghĩa là đối với các màu lục, lam, vàng, tím ngưỡng sáng (là lượng ánh sáng nhỏ nhất mà mắt phát hiện được) khơng trùng với ngưỡng

màu (lượng ánh sáng nhỏ nhất để nhận ra màu ánh sáng) Chỉ riêng với màu đỏ, là

hai ngưỡng đĩ trùng nhau: ban đêm nếu đặt một chiếc đèn đỏ trên đường, thì từ xa

đi lại, lúc bắt đầu trơng thấy đèn ta cũng đồng thời nhận ra màu đỏ của nĩ Như vậy dùng đèn đỏ để báo hiệu nguy hiểm thì khơng sợ nhầm lẫn và lại cĩ thể nhận thấy được từ xa

VÌ SAO GIẦY DA BƠI XI VÀO CÀNG LAU CÀNG BĨNG?

Một đơi giầy da vừa cũ vừa bẩn, chỉ cần lau sạch bụi bặm, bơi xi đánh giầy vào cẩn thận xát nhẹ một lượt thì đã biến thành vừa bĩng vừa đẹp mắt rồi Đĩ là lý

do gì vậy?

Thì ra, ánh sáng chiếu tới bất cứ trên bề mặt nào cũng đều cĩ thể xảy ra phản

xạ Giả dụ mặt bằng đĩ trơn bĩng, thế thì cĩ thể sinh ra phản quang rất mạnh, nhìn vào rất sáng Cĩ lẽ bạn sẽ hỏi: Vì sao trên bề mặt của các vật thể như tường nhà, bàn v.v khơng nhìn thấy phản quang rất mạnh nhỉ?

Bề mặt các vật thể như tường, bàn v.v khơng thực sự trơn bĩng đâu Bạn cầm một kính lúp quan sát tỉ mỉ một lúc, thì sẽ phát hiện bề mặt của các vật thể đĩ đều xù xì, thơ ráp, cao thấp khơng đều Bề mặt thơ ráp cũng cĩ thể phản xạ ánh sáng Cĩ điều phản xạ về bốn phương, tám hướng, chứ khơng phải tập trung vào một hướng nhất định

Cái đĩ trong vật lý gọi là sự phản xạ khuếch tán v.v Vì vậy chúng ta khơng trơng thấy ánh sáng phản xạ mạnh

Bề mặt của giầy da cũng khơng phải rất trơn bĩng Nếu chiíec giầy bẩn thì cố nhiên trở thành thơ ráp hơn Như vậy nĩ khơng thể làm cho tia sáng tập trung về

một hướng nhất định Cho nên nhìn vào khơng thấy bĩng lộn Mục đích của việc bơi xi đánh giầy là để những hạt li ti trong xi lấp vào những chỗ trũng thấp trên

bề mặt giầy da, làm cho nĩ trở nên bằng phẳng, và xi đánh giầy cĩ một loại năng lực thẩm thấu Nĩ cĩ thể lấp kín mọi lỗ nhỏ, sau đĩ dùng vải xát lên để xi được

Trang 6

ánh sáng phản xạ về một hướng nào đĩ, chiếc giầy liền bĩng lộn lên nhiều Cho

nên sau khi bơi xi lên giầy, càng xát nĩ càng bĩng lên

CHẬU THAU ĐỰNG ĐẦY NƯỚC, VÌ SAO KHI NHÌN NGHIÊNG THẤY NƯỚC TRỞ

THÀNH NƠNG HƠN?

Khi chậu thau đựng đầy nước, nhìn nghiêng từ bên cạnh, độ sâu từ mặt nước tới đáy chậu cĩ vẻ như trở thành nơng hơn Hiện tượng kì lạ này, rốt cuộc đã xảy ra như thế nào?

Muốn làm sáng tỏ chân tướng của một cách triệt để thì cần phải hiểu rõ một

số tính khí của ánh sáng trước đã Thì ra trong cùng một loại mơi trường, ánh sáng bao giờ cũng truyền theo đường thẳng-đường ngắn nhất Song nĩ từ một loại mơi trường đi vào một mơi trường khác, ví dụ như từ khơng khí vào nước, hoặc từ nước

Loại hiện tượng này của ánh sáng gọi là khúc

sáng gây nên

Bạn xem kìa, dưới khe suối cĩ con cá nhỏ, tia sáng từ thân cá phản xạ ra, đến mặt phân cách giữa nước và khơng khí liền đổi hướng truyền theo đường thẳng, nĩ gấp nghiêng với mặt nước một gĩc Cái đập vào mắt chúng ta chính là tia sáng đã gấp khúc đổi hướng Song con mắt khơng cảm nhận được, vẫn cứ tưởng rằng tia sáng đĩ theo đường thẳng chiếu tới, và ngộ nhận ảnh ảo do tia sáng đã bị đổi hướng

đĩ tạo ra con cá thật Như vậy vị trí của cá trong nước nhìn cĩ vẻ nơng hơn Lí lẽ khiến cho chậu nước trở thành nơng hơn cũng như thế đấy

Trị đùa nghịch của tia sáng cũng giống như cách biến hố của nhà ảo thuật thế thơi Khi chúng ta nhận biết rõ đủ loại tính khí của tia sáng, thì sẽ khơng bị nĩ

“lừa gạt” nữa Người đánh cá cĩ kinh nghiệm khi dùng cái xiên để xỉa cá, người

ấy quyết khơng xỉa thẳng vào con cá, vì rằng đĩ chẳng qua chỉ là ảo ảnh của cá Chắc chắn anh ta nhằm vào chỗ hơi xa và sâu hơn một chút dùng sức đâm tới

Như vậy, một con cá giãy giụa tứ tung đã bị xiên chặt Đĩ đúng là kinh nghiệm

phong phú mà người đánh bắt cá tích luỹ được qua thực tiễn lâu dài của mình

EM BÉO LÊN PHẢI KHƠNG?

Hai anh em Tồn, Thư mỗi lần đi học đều đứng trước gương để xem đầu tĩc, khăn quàng cĩ chỉnh trang chưa

Một hơm, trên đường cùng đi học, hai anh em nhìn thấy chiếc ơ tơ đỗ bên đường, cĩ cái gương gắn bên buồng lái xinh xinh Thư chạy lại soi thử một lúc, rồi tần ngần kêu lên:

Trang 7

Ơi, em béo thêm lên thì phải?

Tồn chạy lại nhìn thì quái lạ sao: Thư trong gương trơng béo hẳn lên Em tới gần để soi thử thì chính em cũng béo lên!

Thế là thế nào nhỉ? Cả hai anh em chẳng hiểu vì sao, bèn bảo nhau tới hỏi thầy dạy vật lý các lớp trên, ở gần nhà hai em

Vừa hay thầy lại đang chuẩn bị bài giảng ‘‘Quang học” cho các anh chị lớp trên, nên thầy vừa giảng giải, lại vừa cĩ ‘‘giáo cụ trực quang’’ chỉ cặn kẽ cho hai

em :

Những gương ta thường thấy này, được gọi chung là mặt gương Mặt gương

cĩ ba loại Loại thường dùng trong các gia đình để soi mặt, chải đầu được gọi là gương phẳng Bề mặt của nĩ phẳng Một chùm tia sáng song song chiếu tới gương thì ánh sáng phản xạ cũng là những tia sáng song song, cho nên gnười đứng song song với mặt gương cĩ hình dạng thế nào, sẽ thấy ảnh của mình như thế trong gương

Loại mặt gương thứ hai là cĩ mặt gương cong lồi lên, gọi là gương cầu lồi Loại gương này cĩ hai đặc điểm Một là tia sáng từ bên ngồi chiếu tới thì qua sự phản xạ của gương cầu lồi sẽ tản rộng ra Nếu các em tới soi sẽ thấy béo lên Một đặc điểm khác là dùng gương cầu lồi, mắt người cĩ thể nhìn tới phạm vi lớn hơn so với khi nhìn vào gương phẳng Bởi vậy, gương soi để nhìn về phía sau của ơtơ đều dùng mặt gương lồi là để người lái xe cĩ thể nhìn thấy phạm vi sau xe rộng hơn một chút, giúp cho điều khiển xe an tồn

Loại gương thứ ba là gương cĩ mặt cong lõm xuống dưới gọi là gương cầu lõm Loại gương này cĩ hai đặc điểm, mà hai đặc điểm này lại ngược với gương lồi Nĩ cĩ thể làm cho các tia sáng hội tụ lại, nên khi soi sẽ thấy hình như gầy đi, nhỏ lại Thứ gương mà các thày thuốc dùng soi họng cho người bệnh là loại gương lõm này Khi soi tia sáng sẽ hội tụ lại nơi cần soi như trong họng, lỗ tai, giúp thầy thuốc nhìn thấy các biểu hiện các bệnh tật mà chuẩn đốn bệnh

II PHƯƠNG PHÁP CHUNG ĐỂ GIẢI ĐÁP NHANH NHỮNG CÂU HỎI

ĐỊNH TÍNH QUANG HỌC

Những hiện tượng trong tự nhiên xảy ra xung quanh ta rất đa dạng, phong

Trang 8

nĩ Dùng tư tưởng khoa học, phương pháp khoa học và tri thức khoa học chính xác

sẽ giúp ta trả lời chính xác bản chất của các hiện tượng này

Những hiện tượng Quang học cũng vậy, chúng đều cĩ nguyên nhân cả Để trả lời đúng, chính xác và nhanh chĩng hiện tượng xảy ra, ngồi việc phải nắm vững kiến thức phần Quang học, ta cịn phải xác định ‘‘mấu chốt’’ của vấn đề, xem những hiện tượng xảy ra đĩ thuộc mảng kiến thức nào của phần Quang học: Quang hình học, giao thoa, nhiễu xạ hay hiện tượng phát quang v.v để giới hạn kiến thức

và giải thích chính xác bản chất hiện tượng

III 30 HIỆN TƯỢNG QUANG HỌC PHỔ BIẾN TRONG TỰ NHIÊN

1 CĨ THỂ DẪN ÁNH SÁNG ĐI THEO NHỮNG ỐNG CONG, NHƯ DẪN NƯỚC, ĐƯỢC KHƠNG?

Ánh sáng truyền theo đường thẳng, nhưng khi gặp một tấm gương, thì tia sáng bị hắt theo hướng khác Nếu ta đặt một dãy nhiều gương phẳng, sao cho cái nọ nối tiếp cái kia (hình a) thì khi rọi một tia sáng vào gương thứ nhất tia sáng sẽ lần lượt phản xạ trên các gương của dãy và đi theo một đường gấp khúc Muốn cho đường gấp khúc trở thành một đường cong, thì các gương phải nhỏ, nhiều vơ hạn,

và đặt nối tiếp nhau thành đường cong mà ta muốn tia sáng đi theo Cĩ thể thực hiện được điều đĩ bằng cách dùng một mặt kim loại,

nhẵn bĩng, uốn thành một mặt trụ Nhưng biện pháp tốt

nhất là dựa vào sự phản xạ tồn phần

Ta xét thanh trong suốt bằng thuỷ tinh, hoặc chất

dẻo, uống cong (hình b) và rọi một chùm tia sáng hẹp

vào một đầu ống

Chiếc suất và độ cong của thanh đã được lựa

chọn để cho các tia sáng tới thành bên của thanh dưới

những gĩc lớn hơn gĩc giới hạn phản xạ tồn phần Do

đĩ, tới chỗ cong, tia sáng liên tiếp bị phản xạ tồn phần

và cuối cùng, đi theo thanh mà lĩ ra ở đầu kia Thanh

như thế đã hướng chùm sáng đi theo nĩ, và được gọi là

ống dẫn sáng

Trong thực tế, ống dẫn sáng được làm bằng một

bĩ sợi chất dẻo, để cho mềm và dễ uốn theo ý muốn

Nĩ được dùng trong y học để rọi sáng vào miệng khi

chuẩn đĩn các bệnh về răng, miệng, họng, để soi sáng các phần trong cơ thể, chẳng hạn các bộ phận của cơ quan tiêu hố

2 BẢNG ĐO THỊ LỰC ĐƯỢC CẤU TẠO NHƯ THẾ NÀO? ĐO THỊ LỰC THẾ NÀO CHO ĐÚNG?

Trang 9

Thị lực là con số đánh giá khả năng phân ly của mắt Võng mạc của mắt được cấu tạo bởi hai loại tế bào: tế bào nĩn và tế bào que Giữa võng mạc cĩ một vịng trịn đường kính chừng 1mm gọi là điểm vàng, tâm hơi trũng xuống Trong điểm vàng chỉ cĩ tồn tế bào hình nĩn, nên điểm vàng là điểm nhạy sáng nhất của võng mạc Mỗi tế bào nĩn được nối với đầu một dây thần kinh thị giác Khi nhìn một vật bao giờ ta cũng hướng trục nhìn của mắt vào vật, để ảnh của vật vào đúng điểm vàng Nếu ảnh của hai điểm khác nhau A và B rơi vào hai tế bào nĩn khác nhau trên điểm vàng, thì hai dây thần kinh ghi được hai cảm giác khác nhau, và mắt nhận biết được rằng đấy là hai điểm khác nhau Nhưng nếu vì vật ở xa, hoặc vì A

và B quá gần nhau đến mức ảnh của hai điểm rơi vào cùng một tế bào nhạy sáng của võng mạc thì mắt chỉ ghi được một cảm giác độc nhất, tức là mắt sẽ thấy hai điểm đĩ trùng nhau

Vậy, muốn phân biệt hai điểm A và B thì gĩc trơng đoạn AB phải lớn hơn hay ít nhất là bằng một trị số giới hạn , gọi là năng suất phân ly của mắt Đối với người bình thường trong phịng sáng vừa phải,  cĩ trị số chừng 1 phút, tức là chừng 3/10000rad Mắt cĩ  đúng bằng 1 phút, thì cĩ thị lực 10, thị lực 9 ứng với 

= 2’, thị lực 8 ứng với  = 3’v.v

Bảng đo thị lực gồm hơn một chục hàng chữ Chữ ở hàng số 10 thì nét rộng 2mm, để khi đứng bảng 5m ta nhìn các chữ số của hàng ấy dưới gĩc 1’ Chữ hàng

số 9 thì lớn gấp đơi, ở hàng số 8 thì lớn gấp 3 hàng số 10 Hàng chữ trên cùng, số

1, cĩ nét rộng 22m, hàng số 11, 12 nhỏ hơn hàng số 10

Muốn đo thị lực phải đứng cách bảng 5m và bảng phải cĩ độ rọi tiêu chuẩn 50lux, và thử đọc chữ ở các hàng, bắt đầu từ hàng số 1, bằng từng mắt một Nếu đọc được đến hàng số 9, nhưng khơng đọc được hàng số 10, thì ghi thị lực của mắt

là 9 Để phép đo được đúng, ngồi việc đảm bảo cho bảng cĩ độ rọi chuẩn, nên đứng một lát cho quen mắt rồi thử và thử đi thử lại một vài lần

Những đêm hè quang mây khơng Trăng ngồi hĩng mát ngồi sân, chúng ta thường say mê ngắm bầu trời, với muơn vàng ngơi sao lấp lánh Nếu qua sát kỹ, chúng ta sẽ thấy rằng, những ngơi sao ở thấp gần chân trời lấp lánh mạnh hơn, cịn những ngơi sao ở cao, giữa vịm trời, thì khơng lấp lánh

Hẳn bạn đã nhiều lần nhìn thấy rằng, khi nhìn qua phía trên đầu máy xe lửa, vào một vật ở xa, thí dụ như vào cửa sổ của một ngơi nhà, thì thấy đường nét của ngơi nhà thành ngoằn ngoèo, lung linh Đĩ là vì lớp khơng khí gần đầu máy nĩng lên và chuyển động lên phía trên (tạo thành dịng đối lưu trong khơng khí) Dịng khí nĩng cĩ tỉ trọng nhỏ hơn, do đĩ cĩ chiếc suất nhỏ hơn khơng khí xung quanh Tia sáng từ vật tới mắt bạn khi đi qua dịng khí đĩ bị khúc xạ trở thành hơi cong nên nhìn thấy vật ở một vị trí hơi khác so với khi tia sáng khơng bị cong Vì dịng

Trang 10

khơng đều nhau và vật bị “biến dạng”, mép cửa trở thành ngoằn ngoèo Và những chổ ngoằn ngoèo lại thay đổi liên tục, nên ta thấy vật như lay động nhẹ Sao trên trời lấp lánh cũng do cùng một nguyên nhân Các tia sáng từ sao đến mắt ta cũng qua một lớp khí quyển dày Ban ngày mặt đất bị Mặt Trời nung nĩng nên trong khí quyển luơn luơn cĩ dịng khí đối lưu nhỏ, chiếc suất khác nhau Tia sáng từ vì sao tới mắt ta, khi đi qua những dịng khí ấy, bị khúc xạ thành hơi cong, lúc cong về phía này, lúc cong về phía khác Do đĩ một mặt vị trí của ngơi sao hình như bị thay đổi liên tục, mặt khác số tia sáng rọi vào mắt cũng khơng đều, lúc nhiều, lúc ít khiến ta thấy sao cĩ lúc sáng hơn, cĩ lúc tối hơn, tức là thấy nĩ lấp lánh

Sao càng ở gần chân trời, lớp khơng khí mà tia sáng phải đi qua càng dày, sao càng lấp lánh mạnh Khi sao ở giữa đỉnh đầu, lớp khơng khí mà ánh sáng đi qua mỏng hơn, tia sáng lại đi cùng phương với dịng khí, nên tia sáng khơng bị cong và hầu như khơng lấp lánh

Nếu bạn qua sát kỹ, thì thấy rằng sao Hơm (hay Sao Mai), và nĩi chung hành tinh thì khơng lấp lánh Đĩ là vì gĩc trơng của hành tinh tương đối lớn (gĩc trơng của các sao đều bằng khơng), chùm sáng từ hành tinh rọi vào mắt tương đối rộng nên thăng giáng trong chùm khơng rõ rệt

4 NHÌN BẰNG HAI MẮT CĨ LỢI GÌ HƠN NHÌN MỘT MẮT?

Người ta cĩ hai con mắt khơng phải do tạo hố muốn người ta trơng nhìn nhiều hơn ăn, nĩi Tác dụng của sự nhìn bằng hai mắt, là cho ta cảm giác về độ sâu,

về hình nổi

Hai mắt cách nhau một khoảng 5-6cm Khi nhìn một vật bằng cả hai mắt, hai ảnh phối cảnh của vật trên võng mạc của hai mắt hơi khác nhau một chút Khi thần kinh thị giác của hai mắt “chập” hai cảm giác thu được với mỗi mắt, thành cảm giác chung về hình ảnh của vật, thì hai cảm giác khơng “chập” hồn tồn, và do đĩ cho ta cảm giác về độ sâu về hình nổi

5 TẠI SAO XẢY RA HIỆN TƯỢNG ẢO ẢNH?

Chắc là mọi người đều biết nguyên nhân vật lý của hiện tượng ảo ảnh thơng thường Lớp khơng khí nơng ở kề sát mặt cát bị hun nĩng trên sa mạc cĩ những tính chất của gương phẳng, đĩ là do lớp khơng khí này cĩ mật độ nhỏ hơn lớp khơng khí nằm trên Tia sáng từ một vật ở xa rọi nghiêng, khi tới lớp khơng khí này

sẽ uống cong đường đi, rồi lại rời khỏi mặt đất và đạp vào mắt người quan sát, tựa

hồ như được phản xạ từ gương dưới một gĩc tới rất lớn Và đối với người quan sát, dường như trước mặt mình cĩ một mặt nước phẳng lặng trải ra trong sa mạc (hình vẽ)

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	429,84 KB