- Mắt cĩ 2 bộ phận chính là Thể thủy tinh và màng lưới (hay cịn gọi là
6. Ánh sáng trắng và ánh sáng màu và tác dụng của ánh sáng:
- Các nguồn ánh sáng trắng: Mặt trời,ánh sáng từ đèn pin, ánh sáng từ bĩng đèn dây tĩc .... O P Q A B F, Kinh cận Mắt • CV A B Mắt • F CC A B •
- Trong ánh sáng trắng cĩ chứa các chùm ánh sáng màu khác nhau. Cĩ thể phân tích ánh sáng trắng bằng nhiều cách như: Dùng đĩa CD, lăng kính…Chiếu nhiều chùm sáng màu thích hợp vào cùng 1 chỗ cĩ thể tạo ra ánh sáng trắng - Vật cĩ màu nào thì tán xạ mạnh ánh sáng màu đĩ và tán xạ kém ánh sáng màu khác.Vật màu trắng cĩ khả năng tán xạ mạnh tất cả các ánh sáng màu, vật cĩ màu đen khơng cĩ khả năng tán xạ bất kì ánh sáng màu nào.
- Các tác dụng của ánh sáng :
+ Ánh sáng chiếu vào vật làm vật nĩng lên tác dụng nhiệt của ánh sáng VD : Ánh sáng mặt trời chiếu vào ruộng muối làm nước biển nĩng lên và bay hơi để lại muối kết tinh.
Các vật màu tối hấp thu năng lượng ánh sáng mạnh hơn các vật cĩ màu sáng. + Tác dụng sinh học: Ánh sáng cĩ thể gây ra 1 số biến đổi nhất định ở các sinh vật. Đĩ là tác dụng sinh học của ánh sáng.
VD : Cây cối cần ánh sáng mặt trời thì mới quang hợp được.
+ Tác dụng quang điện: Pin mặt trời(pin quang điện) cĩ thể biến đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.
Bài tập: Về phương pháp giải bài tập vẫn tuân theo đúng phương pháp giải một bài tập vật lí. Tuy nhiên với bài tập phần quang học (chủ yếu về thấu kính) ta cĩ thể chia thành các dạng sau:
Dạng 1: Vẽ đường đi của các tia sáng, dựng ảnh của vật đối với thấu kính. Lưu ý:
-Khi vẽ ảnh của điểm sáng S ta dùng 2 trong 3 tia đặc biệt. Xác định điểm cắt nhau của hai tia lĩ, nếu hai tia lĩ cắt nhau thì đây là ảnh thật, nếu đường kéo dài của hai tia lĩ cắt nhau thì là ảnh ảo.
-Ảnh thật dùng nét liền, ảnh ảo dùng nét đứt.
-Sử dụng tính chất tia sáng tới luơn qua S tia lĩ luơn qua S’.
- Muốn dựng ảnh của một vật sáng cĩ dạng hình học đặc biệt, ta dựng ảnh của các điểm đặc biệt thuộc vật đĩ rồi nối lại.
Ví dụ: Muốn dựng ảnh của một vật AB cĩ dạng là một đoạn thẳng, ta dựng ảnh A1 của A, dựng ảnh B1 của B bằng cách vẽ đường đi của 2 trong 3 tia sáng đặc biệt rồi vẽ đoạn thẳng A1B1.
Muốn dựng ảnh A1B1C1 của một vật cĩ dang hình tam giác ABC...., ta dựng ảnh A1, B1, C1 của các đỉnh A,B,C rồi vẽ tam giác A1B1C1
- Phân tích
Thấu kính đã cho là TKHT. Các tia sáng a,b,c là các tia tới đặc biệt. Tia a đi qua F cho tia lĩ song song với trục chính, tia b đi qua O cho tia lĩ truyền thẳng, tia c song song với trục chính ∆ cho tia lĩ đi qua tiêu điểm F’ - Cách vẽ: ( Như hình 1.1b)
Vẽ tia lĩ a1 // ∆; tia lĩ b1 truyền thẳng, tia lĩ c1 đi qua F’
VD2. Cho điểm sáng S và thấu kính hội tụ như hình 1.2a. Hãy dựng ảnh S1 của S tạo bởi thấu kính
- Phân tích: Các tia sáng phát ra từ S truyền tới thấu kính cho các lĩ ( hoặc đường kéo dài của các tia lĩ) tia giao nhau tại ảnh S1. Do đĩ muốn dựng ảnh S1 của S ta vẽ đường đi của 2 trong 3 tia sáng đặc biệt từ S tới thấu kính. Giao của 2 tia lĩ tương ứng là ảnh S1 của S
- Cách dựng: ( hình 1.2b)
- Từ S vẽ đường đi của 2 tia sáng đặc biệt:
Tia tới a đi qua tiêu điểm F cho tia lĩ tương ứng a1 // ∆.
Tia tới b đi qua quang tâm O cho tia lĩ tương ứng b1 truyền thẳng. - Tìm giao điểm 2 tia lĩ a1 và b1 là S1. Khi đĩ S1 là ảnh của S
VD 3. Cho vật sáng AB ( AB ⊥ ∆; B ∈ ∆) và thấu kính hội tụ như hình 1.3a. Hãy dựng ảnh của vật AB
* Phân tích AB cĩ dạng một đoạn thẳng nên ảnh A1B1 của nĩ cũng cĩ dạng một đoạn thẳng. Do đĩ muốn dựng ảnh của vật AB cần dựng ảnh A1 của A và B1 của B.
Vì AB ⊥∆ nên ảnh A1B1 ⊥∆; B ∈ ∆ nên ảnh B1 ∈ ∆ => B là giao điểm của ∆ với đường thẳng đi qua A1 và vuơng gĩc với ∆ => Muốn dựng ảnh B1 trước hết cần phải dựng ảnh A1
* Cách dựng - Dựng ảnh của A:
Từ A vẽ tia tới a // ∆ và tia lĩ a1 tương ứng đi qua F’. Vẽ tia lới b qua O và tia lĩ b1 trương ứng truyền thẳng
Tìm giao điểm A1 của 2 tia lĩ a1 và b1 ta được ảnh của A
- Dựng ảnh của B: Từ A1 vẽ đường thẳng vuơng gĩc với ∆ cắt ∆ tại B1. -
Dựng ảnh của AB: Dùng thước thẳng vẽ đoạn thẳng A1B1 ta được A1B1 là ảnh của AB
* Bài tập:
Bài 1. 4. Hãy vẽ tiếp đường đi của các tia sáng tới cĩ các tia lĩ 1b, 2b, 3b ở
hình 1.4a
* Phân tích: Thấu kính đã cho là TKHT, các tia 1b, 2b, 3b là các tia lĩ đặc biệt. Tia lĩ 1b song song với trục chính ∆ nên tia tới tương ứng phải đi qua tiêu điểm F. Tia lĩ 2b đi qua quang tâm O nên tia tới tương ứng phải đi qua O và nằm trên đường thẳng chứa tia 2b. Tia 3b đi qua tiêu điểm F’ nên tia tới tương ứng phải song song với trục chính ∆
Cách vẽ: ( Như hình 1.4b)
- Vẽ tia tới 1a đi qua tiêu điểm F
- Vẽ tia tới 3a song song với trục chính ∆
Bài 1.5. Cho vật sáng AB ( AB ⊥∆; B ∈∆) và thấu kính hội tụ như hình 1.5.a. Hãy dựng ảnh của vật AB
Phân tích: AB cĩ dạng một đoạn thẳng nên ảnh A1B1 của nĩ cũng cĩ dạng một đoạn thẳng--> muốn dựng ảnh A1B1 của AB cần dựng ảnh A1 của A và B1
của B.
Vì AB ⊥ ∆ nên ảnh A1B1 ⊥ ∆; B ∈ ∆ nên ảnh B1 ∈ ∆ => B là giao điểm của ∆ với đường thẳng đi qua A1 và vuơng gĩc với ∆ => Muốn dựng ảnh B1 trước hết cần phải dựng ảnh A1
* Cách dựng: Dựng ảnh của A:
-Từ A vẽ tia tới AI // ∆ và tia lĩ IR tương ứng đi qua F’. Vẽ tia lới AO và tia lĩ OK trương ứng truyền thẳng.
-Tìm giao điểm A1 của 2 tia lĩ IR và OK kéo dài ta được ảnh của A Dựng ảnh của B:
-Từ A1 vẽ đường thẳng vuơng gĩc với ∆ cắt ∆ tại B1.
-Dựng ảnh của AB: Dùng thước thẳng vẽ đoạn thẳng A1B1 ta được A1B1 là ảnh của AB
Bài 1.6. Vẽ tiếp đường đi của tia sáng a trong hình 1.6a
Phân tích:
Trong hình 1.6.a Tia sáng a phải là tia sáng đặc biệt đã biết.
Giả sử gọi S là một điểm thuộc a; S1 là ảnh của S tạo bởi thấu kính đã cho ta thấy: Tia tới a đi qua S nên tia lĩ a1 tương ứng phải đi qua ảnh S1 ( hoặc cĩ phương đi qua S1). Do đĩ muốn vẽ tia lĩ a1 của a trước hết ta phải vẽ ảnh S1
( Hình 1.6b) Trên tia sáng a, Lấy điểm sáng S (Ngồi khoảng tiêu cự của thấu
kính...)
Vẽ ảnh S1 của S bằng cách vẽ đường đi của 2 trong 3 tia sáng đăch biệt xuất phát từ S tới thấu kính.
Vẽ tia lĩ a1 của tia a đi qua S1
Chú ý: Để vẽ tia lĩ a1 đa số giáo viên phải cung cấp kiến thức bổ sung về trục
phụ, tiêu điểm phụ...rồi áp dụng kiến thức này để giải như sau:
Vẽ trục phụ ∆1 // a, dựng tiêu diện MN đi qua F và ⊥∆1, cắt ∆1 tại F1 (F1 là một tiêu điểm phụ ∈ ∆1). Vẽ tia lĩ a1 đi qua F1…
Cách giải trên cũng cĩ hiệu quả đối với một số học sinh khá giỏi nhưng lại làm rắc rối cho nhiều học sinh khác vì phải nhớ thêm kiến thức mới, nên cách giải đã nêu ở trên giúp học sinh hiểu và vận dụng đơn giản và hiệu quả hơn
Bài 1.7. Cho vật sáng AB và thấu kính hội tụ (như hình 1.7a) (A và B ∉ ∆). Dựng ảnh của vật AB.
* Phân tích: AB cĩ dạng một đoạn thẳng nên ảnh A1B1 của nĩ cũng cĩ dạng một đoạn thẳng do đĩ muốn dựng ảnh của AB cần dựng ảnh A1 của A và B1 của B. Muốn dựng ảnh B1 trước hết cần phải dựng ảnh A1
Cách dựng:
Dựng ảnh của A: Từ A vẽ tia tới a // ∆ và tia lĩ a1 tương ứng đi qua F’. Vẽ tia lới b qua O và tia lĩ b1 trương ứng truyền thẳng.
Tìm giao điểm A1 của 2 tia lĩ a1 và b1 ta được ảnh của A - Dựng ảnh của B: tương tự như cách dựng ảnh của A
- Dựng ảnh của AB: Dùng thước thẳng vẽ đoạn thẳng A1B1 ta được A1B1 là ảnh của AB
Bài 1.8. Cho thấu kính hội tụ và điểm sáng S thuộc trục chính ∆ như hình 1.8a. Hãy dựng ảnh S1 của S tạo bởi thấu kính trên
Phân tích :
Điểm S ∈ ∆ nên 3 tia sáng đặc biệt đều trùng với trục chính ∆.
Bằng cách vẽ đường đi của hai trong ba tia sáng đặc biệt ta khơng thể dựng ảnh của điểm S được ( vì hai tia sáng trùng nhau thì cĩ vơ số điểm chung ).
Nếu cĩ một vật sáng AS ⊥ ∆ và S ∈ ∆ thì ảnh A1S1 ⊥ ∆ và S1. ∈ ∆ . Do đĩ muốn vẽ ảnh S1 của S ta vẽ ảnh của điểm thuộc đoạn thẳng SA
Cách dựng: ( Hình vẽ1.8.b)
Vẽ đoạn thẳng AS ⊥ ∆Vẽ ảnh A1 của A ( bằng cách vẽ đường đi của hai tia sáng đặc biệt )
Từ A1 hạ đường vuơng gĩc xuống ∆ cắt ∆ tại S1 ta được S1 là ảnh của điểm S
• Lưu ý: Cĩ thể giải bài tốn trên bằng cách khác (ví dụ dùng khái niệm trục
phụ, tiêu điểm phụ để vẽ đường đi của một tia sáng bất kỳ từ S tới thấu kính. Giao của tia lĩ này với ∆ là ảnh của S), ít cĩ tác dụng trong việc rèn tư duy sáng tạo cho học sinh.
Cách đã nêu cĩ HS hiệu quả cao hơn vì chỉ sử dụng kiến thức SGK hiện hành
mà khơng sử dụng thêm kiến thức bổ trợ nào
Dạng 2: Xác định tính chất của ảnh tạo bởi thấu kính, loại thấu kính Phương pháp chung:
* Muốn xác định tính chất của ảnh cĩ thể dựa vào các kiến thức sau:
- Khi vật cĩ kích thước đáng kể (một đoạn thẳng...): Vật thật đặt trước thấu kính hội tụ cĩ thể cho ảnh thật hoặc ảnh ảo:
Ảnh thật: Ngược chiều với vật, ảnh và vật nằm ở hai phía thấu kính
ảnh ảo: Cùng chiều, lớn hơn vật, ảnh và vật nằm cùng phía đối với thấu kính.
- Vật thật đặt trước thấu kính phân kỳ luơn cho ảnh ảo cùng chiều bé hơn vật, và nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.
-Khi vật là một điểm sáng:Ảnh thật và vật nằm ở hai phía thấu kính, đồng thời nằm ở hai nửa mặt phẳng bờ là trục chính ∆
- Ảnh ảo và vật nằm cùng phía đối với thấu kính. Thấu kính hội tụ cho ảnh ảo ở xa thấu kính và trục chính hơn vật. Thấu kính phân kỳ cho ảnh ảo ở trong khoảng tiêu cự và gần trục chính hơn vật
* Muốn nhận biết loại thấu kính cĩ thể dựa vào các đặc điểm sau đây:
- Dựa vào hình dạng của thấu kính ( ký hiệu thấu kính)
- Dựa vào đặc điểm của chùm sáng lĩ của một chùm sáng song song chiếu tới
thấu kính.
-Dựa vào đặc điểm của ảnh của một vật tạo bởi thấu kính.
Bài tập:
Bài 1: Cho vật sáng AB và ảnh A1B1 tạo lởi thấu kính L như hình 2.1.a. Hỏi: A1B1 là ảnh gì? Thấu kính L là thấu kính gì? Vì sao?
Phân tích: Bài tốn chỉ cho vật sáng AB và ảnh A1B1 của nĩ tạo bởi thấu kính L. căn cứ vào chiều và độ lớn của ảnh và vật ta suy ra tính chất của ảnh từ đĩ suy ra loại thấu kính
Ở hình 2.1a. Vì A1B1 ngược chiều với vật AB nên A1B1 là ảnh thật của AB.