BÀI 3. ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT TRUYỀN THẲNG CỦA ÁNH SÁNG
I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Bóng tối và bóng nửa tối
+ Bóng tối: Vùng bóng tối (hay còn gọi là bóng đen) là vùng không gian ở phía sau vật chắn sáng và không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.
+ Bóng nửa tối: Vùng bóng nửa tối (hay còn gọi là bóng mờ) là vùng không gian ở phía sau vật chắn sáng và chỉ nhận được một phần ánh sáng của nguồn sáng truyền tới.
2. Hiện tượng nhật thực và nguyệt thực
Mặt Trăng quay xung quanh Trái Đất, Mặt Trời chiếu sáng Mặt Trăng và Trái Đất cho nên sẽ có những lúc Mặt Trăng, Trái Đất và Mặt Trời cùng nằm trên một đường thẳng.
a) Hiện tượng nhật thực: là hiện tượng Mặt Trời ban ngày bị Mặt Trăng che khuất một phần hoặc gần như hoàn toàn. Khi đó trên Trái Đất sẽ xuất hiện bóng tối và bóng nửa tối.
- Nếu ta đứng ở chỗ bóng tối thì sẽ không nhìn thấy Mặt Trời, ta nói ở đó có hiện tượng nhật thực toàn phần.
- Nếu ta đứng ở chỗ bóng nửa tối thì sẽ nhìn thấy một phần Mặt Trời, ta nói ở đó có hiện tượng nhật thực một phần.
b) Hiện tượng nguyệt thực: là hiện tượng Mặt Trăng ban đêm bị Trái Đất che khuất, không được Mặt Trời chiếu sáng. Khi đó Mặt Trăng không nhận được ánh sáng từ Mặt Trời chiếu đến nên ta không thể nhìn thấy nó.
- Nguyệt thực toàn phần xảy ra khi Mặt Trăng đi vào vùng bóng tối của Trái Đất.
- Nguyệt thực nửa tối xảy ra khi Mặt Trăng đi vào vùng bóng nửa tối của Trái Đất. Lúc này Mặt Trăng chỉ giảm độ sáng đi một chút.
- Nguyệt thực một phần xảy ra khi Mặt Trăng chỉ có một phần ở vùng bóng tối của Trái Đất. Mặt Trăng bị che khuất một phần và dễ dàng quan sát được bằng mắt thường.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Dạng 1. Giải thích tại sao có hiện tượng bóng tối và bóng nửa tối
Căn cứ vào định luật truyền thẳng của ánh sáng.
- Khi chỉ có bóng tối xuất hiện, tức là khi đó nguồn sáng là hẹp.
Dạng 2. Cách vẽ bóng tối và bóng nửa tối
+ Vẽ các tia sáng xuất phát từ 1 điểm (nguồn sáng hẹp) đến mép ngoài của vật cản. Các tia sáng đó chia màn chắn ra hai miền riêng biệt.
- Miền trong là miền không hề có một tia sáng nào đi tới (tức không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng), đó chính là bóng tối.
- Miền ngoài nhận được toàn bộ ánh sáng chiếu đến nên sáng bình thường.
+ Vẽ các tia sáng xuất phát từ các điểm ngoài cùng của nguồn sáng rộng đến mép ngoài của vật cản. Các tia sáng đó chia màn chắn ra ba miền riêng biệt.
- Miền trong là miền không hề có một tia sáng nào đi tới, đó chính là bóng tối.
- Miền giữa chỉ nhận được một số tia sáng (tức chỉ nhận được một phần ánh sáng chiếu tới), đó chính là bóng nửa tối.
- Miền ngoài sáng bình thường.
Dạng 3. Giải thích tại sao có hiện tượng nhật thực và nguyệt thực
Dựa vào các điều sau đây để giải thích:
- Định luật truyền thẳng của ánh sáng.
- Chỉ có Mặt Trời là nguồn sáng còn Trái Đất và Mặt Trăng là hai vật được chiếu sáng.
- Mặt Trăng luôn chuyển động quay quanh Trái Đất nên sẽ có những lúc Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất thẳng hàng tức sẽ có Trái Đất và Mặt Trăng che khuất lẫn nhau.
+ Khi Mặt Trăng nằm ở vị trí giữa Trái Đất và Mặt Trời, che khuất toàn bộ hoặc một phần Mặt Trời tạo ra hiện tượng nhật thực tương ứng: nhật thực toàn phần hay nhật thực một phần.
+ Khi Trái Đất nằm giữa, tức Trái Đất che không cho ánh sáng Mặt Trời chiếu đến Mặt Trăng thì xảy ra hiện tượng nguyệt thực (hiện tượng nguyệt thực xảy ra vào ban đêm).
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 (trang 9 SGK Vật Lí 7):
Hãy chỉ ra trên màn chắn vùng sáng, vùng tối. Giải thích vì sao các vùng đó lại tối hoặc sáng?
Trả lời:
- Trên màn chắn vùng màu trắng là vùng sáng. Vùng này sáng vì nó nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.
- Trên màn chắn vùng màu đen là vùng tối. Vùng này tối vì nó không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.
Nhận xét: Trên màn chắn đặt ở phía sau vật cản có một vùng không nhận được ánh sáng từ nguồn tới gọi là bóng tối.
Câu C2 (trang 9 SGK Vật Lí 7):
Hãy chỉ ra trên màn chắn vùng nào là bóng tối, vùng nào được chiếu sáng đầy đủ. Nhận xét độ sáng của vùng còn lại so với hai vùng trên và giải thích vì sao có sự khác nhau đó?
Trả lời:
- Bóng tối là vùng số 1. Vùng này không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.
- Vùng được chiếu sáng đầy đủ là vùng số 3. Vùng này sáng vì nó nhận được đầy đủ ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.
- Vùng số 2 sáng hơn vùng số 1, nhưng lại tối hơn vùng số 3. Vùng số 2 gọi là vùng nửa tối, vì vùng này chỉ nhận được một phần ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.
Nhận xét: Trên màn chắn đặt phía sau vật cản có vùng chỉ nhận được ánh sáng từ một phần của nguồn sáng tới gọi là bóng nửa tối.
Câu C3 (trang 10 SGK Vật Lí 7):
Giải thích vì sao đứng ở nơi có nhật thực toàn phần ta lại không nhìn thấy Mặt Trời và thấy trời tối lại?
Trả lời:
Nơi có nhật thực toàn phần nằm trong vùng bóng tối của Mặt Trăng, bị Mặt Trăng che khuất không cho ánh sang Mặt Trời chiếu đến. Vì thế đứng ở nơi có nhật thực toàn phần không nhìn thấy Mặt Trời và thấy trời tối lại.
Câu C4 (trang 10 SGK Vật Lí 7):
Hãy chỉ ra trên hình 3.4, Mặt Trăng ở vị trí nào thì người đứng ở điểm A trên Trái Đất thấy trăng sáng, thấy có nguyệt thực?
Trả lời:
Người đứng ở vị trí A trên mặt đất thấy:
- có nguyệt thực khi Mặt Trăng ở vị trí (1)
- trăng sáng khi Mặt Trăng ở vị trí (2), (3).
Câu C5 (trang 11 SGK Vật Lí 7):
Làm lại thí nghiệm ở hình 3.2. Di chuyển miếng bìa từ từ lại gần màn chắn. Quan sát bóng tối và bóng nửa tối trên màn, xem chúng thay đổi như thế nào?
Trả lời:
- Di chuyển miếng bìa từ từ lại gần màn chắn sẽ thấy bóng tối và bóng nửa tối thu hẹp dần.
- Khi miếng bìa gần sát màn chắn thì hầu như không còn bóng nửa tối, chỉ còn bóng tối rõ nét.
Câu C6 (trang 11 SGK Vật Lí 7):
Ban đêm, dùng một quyển vở che kín bóng đèn dây tóc đang sáng, trên bàn sẽ tối, có khi không thể đọc sách được. Nhưng nếu dùng quyển vở che đèn ống thì ta vẫn đọc sách được. Giải thích vì sao lại có sự khác nhau đó?
Trả lời:
- Đèn dây tóc là một nguồn sáng hẹp, nên khi gặp vật cản là quyển vở sẽ tạo ra trên bàn một bóng tối, hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ đèn chiếu xuống, nếu đặt quyển sách ở trong vùng đó thì ta không thể nhìn thấy nó.
- Đèn ống là một nguồn sáng rộng, nên dùng quyển vở không che kín được đèn ống, bàn nằm trong vùng bóng nửa tối sau quyển vở, nhận được một phần ánh sáng của đèn truyền tới nên vẫn đọc được sách.
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 7 bài Ứng dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ.