Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng của lăng kính

5. Các bước thực hiện đề tài

3.2.1.3 Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng của lăng kính

- Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.

- Khi đi qua lăng kính, chùm sáng trắng không những bị khúc xạ về phía đáy lăng kính mà còn bị tách ra thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau. Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng. (hình 3.4)

41

Hình 3.4. Hiện tượng tán sắc ánh sáng trắng

3.2.1.4 Đường truyền của ánh sáng đơn sắc qua lăng kính

- Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu nhất định gọi là một màu đơn sắc. (hình 3.5)

- Khi chiếu một tia sáng qua một lăng kính thì tia ló bị lệch về phía đáy lăng kính. Chiết suất của lăng kính càng lớn thì góc lệch càng lớn. (hình 3.5)

Hình 3.5. Đường đi của ánh sáng đơn sắc qua lăng kính

- Như vậy, chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau. Chiết suất đối với ánh sáng đỏ thì nhỏ nhất và đối với ánh sáng tím thì lớn nhất. Tính chất này là tính chất chung đối với mọi chất trong suốt.

42

3.2.2.1 Khái niệm

- Giao thoa là hiện tượng hai hay nhiều sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau gọi là điểm cực đại giao thoa hoặc triệt tiêu nhau gọi là điểm cực tiểu giao thoa.

- Hai sóng kết hợp là hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra. Hai sóng kết hợp là hai sóng cùng phương, cùng chu kỳ và có độ lệch pha không đổi.

3.2.2.2 Điều kiện có giao thoa ánh sáng

- Hai nguồn phải phát ra ánh sáng có cùng bước sóng (cùng tần số). - Độ lệch pha của hai nguồn không đổi theo thời gian.

3.2.2.3 Ý nghĩa của hiện tượng giao thoa ánh sáng

- Hiện tượng giao thoa ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm khẳng định ánh sáng có tính chất sóng.

3.3 CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC VÀ MẮT 3.3.1 Thấu kính hội tụ (f > 0) 3.3.1 Thấu kính hội tụ (f > 0)

3.3.1.1 Khái niệm

- Thấu kính hội tụ là thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần giữa, giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng và một mặt cầu. Thấu kính hội tụ cũng là thấu kính mà chùm tia sáng song song sau khi đi qua kính sẽ được hội tụ tại một điểm nhất định tùy theo hình dạng của thấu kính.

3.3.1.2 Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ

- Vật đặt ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật, ngược chiều với vật.

- Khi vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự, tức là ảnh thật nằm ngay ở tiêu điểm F.

- Vật đặt trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo, lớn hơn vật và cùng chiều với vật.

- Khi khoảng cách từ vật đến thấu kính bằng với tiêu cự: ảnh thật, ở rất xa thấu kính.

3.3.2 Thấu kính phân kỳ (f < 0)

3.3.2.1 Khái niệm

- Thấu kính phân kỳ là thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa, chùm tia sáng song song sau khi đi qua thấu kính sẽ bị phân tán ra.

3.3.2.2 Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kỳ

- Đối với 1 thấu kính phân kỳ: Vật đặt tại mọi vị trí trước thấu kính luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và luôn nằm trong khoảng tiêu cự d’ của thấu kính.

43

- Vật đặt rất xa thấu kính thì ảnh ảo của vật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng tiêu cự, tức là ảnh ảo nằm ngay ở tiêu điểm F.

3.3.3 Mắt

3.3.3.1 Cấu tạo

- Cấu tạo quang học của mắt gồm : giác mạc (màng giác), thủy dịch, lòng đen, thể thủy tinh, dịch thủy tinh và màng lưới. (hình 3.6)

.

Hình 3.6. Cấu tạo của mắt

3.3.3.2 Đặc điểm

- Khi nhìn vật ta phải hướng trục nhìn của mắt về phía vật, chùm tia sáng từ vật tới mắt sẽ cho ảnh thật ngược chiều trên võng mạc. Do cấu tạo đặc biệt của mắt nên sai sót được giảm đến mức thấp nhất. Chính vì vậy mỗi điểm của vật sẽ cho một điểm tương ứng trên võng mạc, kích thước một dây thần kinh thị giác chuyển tín hiệu ánh sáng lên não, cho ta cảm giác khá đầy đủ, chính xác về hình dạng và màu sắc của vật.

3.3.3.3 Sự điều tiết của mắt

- Mắt có thể nhìn được những vật ở xa cũng như ở gần nhờ nó có thể tự động thay đổi độ cong của thủy tinh thể để làm cho ảnh luôn luôn hiện rõ trên võng mạc. Thay đổi độ cong của thủy tinh thể (nghĩa là làm thay đổi tiêu cự và độ tụ) để mắt có thể nhìn rõ các vật ở những khoảng cách khác nhau gọi là sự điều tiết của mắt. Điều tiết là sự thay đổi tiêu cự của mắt để tạo ảnh của vật luôn hiện ra tại màng lưới

- Điểm xa nhất, đặt vật tại đó mà mắt nhìn rõ vật gọi là điểm cực viễn Cv. Mắt bình thường có điểm cực viễn ở vô cực. Khi nhìn vật ở điểm cực viễn mắt không phải điều tiết vì lúc đó tiêu điểm chính thứ hai của mắt nằm ngay trên võng mạc. Khoảng cách từ mắt đến đểm cực viễn gọi là khoảng cực viễn. Khi đưa vật từ điểm cực viễn lại gần mắt hơn thì mắt phải điều tiết (tăng độ tụ) để cho ảnh của vật hiện lên võng mạc. Vì lúc đó tiêu điểm chính thứ hai lùi dần về phía trước chứ không nằm trên võng mạc nữa. vật đặt càng gần thì mắt càng phải điều tiết mạnh.

44

- Điểm gần nhất đặt vật mà mắt còn có thể điều tiết để nhìn rõ được nó gọi là điểm cực cận Cc. Khi tiêu điểm chính thứ hai của mắt nằm xa võng mạc nhất (về phía trước). Khoảng cách từ mắt đến điểm cực cận Cc gọi là khoảng cực cận. Mắt bình thường có điểm cực cận cách mắt chừng 15 cm.

- Không điều tiết : fmax . - Điều tiết tối đa : fmin .

3.3.3.4 Các tật của mắt và cách khắc phục

- Mắt cận thị: fmax < OV. Khắc phục bằng cách đeo kính phân kì có độ tụ thích hợp để có thể nhìn rõ vật ở vô cực. Tiêu cự của kính : f = OCv.

- Mắt viễn thị: fmax > OV. Khắc phục bằng cách đeo kính hội tụ để có thể nhìn rõ vật ở gần mắt như mắt bình thường.

- Mắt lão: với hầu hết mọi người, kể từ tuổi trung niên, khả năng điều tiết giảm vì cơ mắt yếu đi và thể thủy tinh trở nên cứng hơn. Hậu quả là điểm cực cận Cc dời xa mắt. Đó là mắt lão thị (mắt lão). Để khắc phục nên đeo kính hội tụ.

- Hiện tượng lưu ảnh của mắt: tác động của ánh sáng lên màng lưới còn tồn tại khoảng 10

1

giây sau khi ánh sáng tắt.

3.4 ÁNH SÁNG 3.4.1 Khái niệm 3.4.1 Khái niệm

- Ánh sáng là các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường (tức là từ khoảng 380 nm đến 740 nm)

3.4.2 Một số tác dụng của ánh sáng

- Ánh sáng có tác dụng nhiệt, tác dụng sinh học và tác dụng quang điện.

+ Tác dụng nhiệt : ánh sáng chiếu vào các vật sẽ làm chúng nóng lên. Như : vật màu đen sẽ hấp thụ năng lượng ánh sáng mạnh hơn vật màu trắng.

+ Tác dụng sinh học : ánh sáng có thể gây ra một số biến đổi nhất định ở các sinh vật. Như : Cây cối thường ngã hoặc vương ra chổ có ánh sáng mặt trời, cho trẻ em tắm nắng vào buổi sáng sớm sẽ giúp xương cứng cáp hơn.

+ Tác dụng quang điện : Pin mặt trời

3.4.3 Tương tác với vật chất

- Sự tác dụng của ánh sáng với mắt: các dao động của điện trường trong ánh sáng tác động mạnh đến các tế bào cảm thụ ánh sáng trong mắt người. Có 3 loại tế bào cảm thụ

45

ánh sáng trong mắt người, cảm nhận 3 vùng quang phổ khác nhau (tức ba màu sắc khác nhau). Sự kết hợp cùng lúc 3 tín hiệu từ 3 loại tế bào này tạo nên những cảm giác màu sắc phong phú. Để tạo ra hình ảnh màu trên màn hình, người ta cũng sử dụng 3 loại đèn phát sáng ở 3 vùng quang phổ nhạy cảm của người (màu đỏ, màu lục, màu lam). Tế bào cảm giác màu đỏ và màu lục có phổ hấp thụ rất gần nhau, do vậy mắt người phân biệt được rất nhiều màu nằm giữa màu đỏ và lục (màu vàng, màu da cam, xanh nõn chuối,...). Tế bào cảm giác màu lục và màu lam có phổ hấp thụ nằm xa nhau, nên mắt người phân biệt về các màu xanh không tốt.

- Với mắt các sinh vật : các sinh vật khác con người có thể cảm thụ được nhiều màu hơn (chim 4 màu gốc) hoặc ít màu hơn (bò 2 màu gốc) và ở những vùng quang phổ khác (ong cảm nhận được vùng tử ngoại). Hầu hết mắt của các sinh vật nhạy cảm với bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong khoảng từ 300 nm đến 1200 nm. Khoảng bước sóng này trùng khớp với vùng phát xạ có cường độ mạnh nhất của Mặt Trời.

46

Chương 4

TỔNG HỢP KẾT QUẢ TRA CỨU TỪ MẠNG INTERNET

4.1 TỔNG HỢP KẾT QUẢ TRA CỨU

 Hiện tượng giao thoa

http://phet.colorado.edu/vi/simulation/wave-interference http://www.vatlyphothong.net/vat-ly-12/giao_thoa_song_co http://thuvienvatly.com/video/541

 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

http://phet.colorado.edu/vi/simulation/bending-light  Hiện tượng phản xạ toàn phần

http://phet.colorado.edu/vi/simulation/bending-light http://thuvienvatly.com/video/604  Hiện tượng tán sắc ánh sáng http://www.vatlyphothong.net/vat-ly-12/tan-sac-anh-sang http://thuvienvatly.com/video/599 http://thuvienvatly.com/video/633 http://phanminhchanh.info/home/modules.php?name=News&op=viewst&sid=1308  Mắt http://www.youtube.com/watch?v=IlO4JRVpkJ0  Sự tương tác của ánh sáng với mắt

http://phet.colorado.edu/vi/simulation/color-vision  Thấu kính hội tụ

http://phet.colorado.edu/vi/simulation/geometric-optics  Thấu kính phân kì

http://thuvienvatly.com/video/589).

4.2 THÔNG TIN MỘT SỐ ĐỊA CHỈ TRA CỨU 4.2.1 PhET website 4.2.1 PhET website

- PhET cung cấp các mô phỏng hiện tượng vật lý vui nhộn, có tính tương tác, theo định hướng nghiên cứu và miễn phí.

- PhET tiến hành nghiên cứu trên cả hai phương diện, thiết kế và sử dụng các mô phỏng tương tác để có thể hiểu sâu hơn.

47

- Để giúp học sinh hiểu các khái niệm một cách rõ ràng, các mô phỏng của PhET sẽ minh hoạ những điều mà mắt thường không nhìn thấy thông qua việc sử dụng hình ảnh và các điều khiển trực quan như thao tác kéo - thả, thanh trượt và nút radio. Để khuyến khích việc tìm hiểu mang tính định lượng, các mô phỏng cũng cung cấp các dụng cụ đo như thước, đồng hồ bấm, volt kế và nhiệt kế. Khi người sử dụng điều khiển các công cụ tương tác, kết quả sẽ được nhìn thấy ngay và do đó minh hoạ một cách hiệu quả các mối liên hệ nhân quả cũng như các biểu diễn đa liên kết (chuyển động của các vật thể, đồ thị, số đo, v.v...)

- Tất cả các mô phỏng của PhET đều được cung cấp miễn phí trên PhET website, rất dễ sử dụng và kết hợp vào bài học. Chúng được viết bằng Java và Flash, và có thể chạy bằng cách dùng trình duyệt web chuẩn miễn là máy đã cài Flash và Java.

- Hình ảnh giao diện của PhET website (hình 4.1)

Hình 4.1. Giao diện của trang PhET website 4.2.2 Thuvienvatly.com

- Thư viện vật lý là một địa chỉ liên kết các giáo viên, học sinh, các nhà giáo, những người yêu thích vật lý nói riêng và khoa học nói chung.

- Thư viện vật lý thật sự là một sân chơi dành cho cộng đồng, là nơi giao lưu, chia sẻ kinh nghiệm, tri thức, nơi dạy và học vô cùng hiệu quả với các phương pháp và hướng tiếp cận hiện đại. Nó được xây dựng dựa trên nhu cầu của người giáo viên về các loại tư liệu hỗ trợ dạy học vật lý với quan điểm cộng đồng chia sẻ, cộng đồng phục vụ cộng đồng.

48

- Tài nguyên trong thư viện gồm có: giáo án điện tử, giáo trình điện tử, đề trắc nghiệm vật lý, phần mềm vật lý, sách điện tử-ebooks, đề thi học sinh giỏi, chuyên đề vật lý, vật lý vui, danh nhân vật lý, video vật lý, flash vật lý, hình ảnh vật lý, diễn đàn vật lý, tin tức vật lý,...

- Hình ảnh giao diện của thuvienvatly.com (hình 4.2)

Hình 4.2. Giao diện của trang thuvienvatly.com 4.2.3 Youtube

- Youtube là một trang web chia sẻ video nơi người dùng có thể tải lên, xem và chia sẻ các video clip. Sử dụng công nghệ Adobe Flash để hiển thị nhiều nội dung video khác nhau, bao gồm những đoạn phim, đoạn chương trình TV và video nhạc, video học tập, video trình bày thí nghiệm vật lý,…

- Bằng giao diện đơn giản, YouTube khiến cho bất cứ ai cũng có thể gửi lên một đoạn video mà mọi người trên thế giới có thể xem được trong vòng vài phút, chỉ với một kết nối internet. Các chủ đề với lĩnh vực đa dạng mà YouTube bao trùm đã khiến cho việc chia sẻ video trở thành một trong những phần quan trọng nhất của việc trao đổi trên internet.

4.2.4 Vatlyphothong.net (vatlyphothong.vn)

- Vatlyphothong.net là địa chỉ cung cấp các tài liệu liên quan đến những kiến thức vật lý từ lớp 10 đến lớp 12 và một số kiến thức vật lý được mở rộng.

49

- Tài nguyên trong trang web rất phong phú, nó không chỉ đơn thuần là các kiến thức lý thuyết mà song song là sự kết hợp với các đoạn video mô tả riêng.

- Hình ảnh giao diện của vatlyphothong.net (hình 4.3)

Hình 4.3. Giao diện của trang vatlyphothong.net 4.3 MỘT SỐ LƯU Ý KHI SỬ DỤNG

- Trong quá trình sử dụng các kết quả tra cứu có một số lưu ý sau

+ Trong flash mô phỏng hiện tượng giao thoa sóng, hiện tượng khó quan sát thấy, nên ta cần điều chỉnh để có thể quan sát rõ hiện tượng hơn. Cụ thể, khi mở flash lên, khi ta chọn hai nguồn (hai giọt) (hình 4.4) thì ta nên điều chỉnh khoảng cách hai nguồn đó sao cho dễ quan sát nhất.

50

+ Trong đoạn video mô tả cấu tạo về mắt chỉ nói lên được về hình dạng, đặc điểm của ảnh được thu nhận trên màng lưới và khả năng điều tiết của mắt mà chưa có nêu lên từng bộ phận cụ thể.

+Trong đoạn video mô tả về hiện tượng tán sắc ánh sáng chỉ làm rõ tính chất tán sắc ánh sáng trắng của lăng kính. Mà chưa nói rõ đường đi của tia sáng khi đi qua lăng kính. (hình 4.5)

Hình 4.5. Hình ảnh ánh sáng trắng bị tán sức khi truyền qua lăng kính

+ Về flash mô phỏng thấu kính hội tụ chỉ hiện thị được ảnh của vật trong khoảng ngoài tiêu cự, còn khi ta di chuyển vật trong khoảng tiệu cự thì ảnh tạo bởi vật là ảnh nên không thu được trên màng, vì vậy ta nên chọn vào mục ảnh ảo để có thể nhận được ảnh của vật trong khoảng tiêu cự của thấu kính. (hình 4.6)

51

PHẦN KẾT LUẬN

Đề tài sưu tầm được một số phần mềm phục vụ cho quá trình dạy và học học phần SP139 đạt được mục đích nghiên cứu đã đề ra. Tuy nhiên số lượng phần mềm sưu tầm ở mức độ tương đối, một phần là do trình độ chuyên môn còn thấp, một số địa chỉ web không còn hoạt động nữa hoặc thí nghiệm không phù hợp với nội dung đề tài nên cũng có những khó khăn trong tìm kiếm.

Về kiến thức, đề tài góp phần cung cấp một số công cụ hỗ trợ cho hoạt động dạy của giáo viên. Từ những kết quả thu được trong đề tài, nó góp phần làm tăng tính trực quan cho bài giảng, rút ngắn khoảng cách giữa thực tiễn và lý thuyết và tiết kiệm được thời gian cũng như giảm bớt chi phí cho việc thực hiện các thí nghiệm minh họa.

Trong sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin thì đó được xem là điều kiện tốt nhất để nền giáo dục của nước ta có thêm bước tiến mới trong xu hướng đổi mới phương