Một số vấn đề khi dạy quang hình

Chia sẻ: Quynh Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

83
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1. Vấn đề về sự khúc xạ và tán sắc ánh sáng Khi nghiên cứu định luật khúc xạ ánh sang có thể giải thích rằng chiết suất của một chất bằng tỉ số vận tốc ánh sang trong chân không và vận tốc ánh sang trong môi trường chất đó.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Một số vấn đề khi dạy quang hình

Một số vấn đề khi dạy quang hình 1. Vấn đề về sự khúc xạ và tán sắc ánh sáng Khi nghiên cứu định luật khúc xạ ánh sang có thể giải thích rằng chiết suất của một chất bằng tỉ số vận tốc ánh sang trong chân không và vận tốc ánh sang trong môi trường chất đó. Trong sự khúc xạ ánh sang không đơn sắc thì ánh sáng sẽ bị phân tích thành các màu quang phổ . Sự phân tích ánh sáng này có thể có nhiều nguyên nhân : Khúc xạ ( như đã nói ở trên ), nhiễu xạ (VD như hình ảnh thấy trên mặt đĩa CD), hay giao thoa (VD hình ảnh thấy được trên váng dầu) -- Nguyên nhân của sự phân tích ánh sáng do khúc xạ là sự phụ thuộc của chiết suất môi trường vào bước sóng ánh sáng -- Nguyên nhân của sự phân tích ánh sáng do nhiễu xạ là độ lớn góc nhiễu xạ phụ thuộc vào bước song ánh sáng -- Nguyên nhân của sự phân tích ánh sáng do giao thoa là khoảng vân giao thao phụ thuộc bước sóng ánh sáng do vậy khi xắp xếp trên màn chúng không trung khít nhau (Khoảng vân giao thoa lớn nhất với tia đỏ và bé nhất với tia tím --- >Hình ảnh giao thoa là giải quang phổ liên tục tím trong đỏ ngoài )
Do vậy trong thực tế giảng dạy cần phân biệt hiện tượng phân tích ánh sáng trong không gian thành các màu thành phần với thuật ngữ “Hiện tượng tán sắc ánh sáng” là sự phụ thuộc của môi trường vào bước sóng ánh sáng 2.Giới hạn phân giải của các dụng cụ quang học Những tính chất của sóng ánh sáng cho phép giải thích về giới hạn phân giải của các dụng cụ quang học : Giả sử A, B là 2 điểm sáng dùng để tạo ánh bởi một thấu kính hội tụ. Thì do có hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng của các chum tia tại các vòng đỡ của thấu kinh mà ảnh S’ của một điểm sáng S qua thấu kính không phải là một điểm mà là các vòng tròn nhiễu xạ đồng tâm mà cực đại là S’ à Ảnh của A, B qua thấu kính cho 2 hệ các đường tròn đồng tâm mà các tâm là A’ và B’. Một phần chúng chồng lên nhau, nếu phần chồng lên nhau này đủ lớn sao cho các cực đại A’, B’ bắt đầu ảnh hưởng đến nhau thì tao không còn phân biệt được 2 điểm A, B riêng rẽ nữa Khoảng cách bé nhất giữa các điểm của vật (được biểu diễn bằng số đo góc hay số do dài) mà qua hệ quang học những điểm này còn cho ảnh riêng rẽ được gọi là giới hạn phân giải của dụng cụ quang học đó. Các hệ quang học như máy ảnh, mắt, kính hiển vi, kính thiên văn… đều có giới hạn phân giải xác định 3. Ảnh Ảo Một trong những vấn đề quan trong của quang hình học là vấn đề ảnh ảo và vai trò của mắt trong các hệ quang học dùng cho mắt Ta hãy thử xem xét các đặc điểm của ảnh ảo : không thể thu được ảnh này trên màn hay phim máy ảnh, ta gọi nó là ảo chính vì nó không có thực – tại chỗ mà ta nói là có ảnh ảo không có năng lượng của ánh sáng truyền đến đó. Như vậy khi nói về ảnh ảo là nói lên một yếu tố tâm lý hơn là vật lý Khi sử dụng các dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt như kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn ta đều phải tạo ra các ảnh ảo và mắt thấy các ảnh ảo này. Đến đây ta hãy phân tích vai trò của mắt : Vì là ảnh ảo nên chùm tia đến mắt là chùm
phân kỳ hoặc song song và chúng được hội tụ trên võng mạc nhờ một TKHT – thủy tinh thể, trên võng mạc của mắt là ảnh thực vì thể ta nhìn thấy. Rõ ràng mắt là một phần quan trong của hệ quang học này, Và khi xem xét bài toán trên khía cạnh này ta có thêm một phương pháp giải đó là dùng phương pháp quang hệ với mắt là môt thành phần (một TKHT) còn ảnh cuối cùng của hệ bao giờ cũng xác định (trên võng mạc) 4. Một số thí nghiệm về quang học và thị giác Tôi xin giới thiệu số "thí nghiệm" có thể dễ dàng thực hiện và kiểm chứng rất đơn giản có thể tự làm hoặc lấy làm ví dụ cho học sinh. Chúng có thể làm cho các em tìm ra kiến thức mới hoặc khắc sâu kiến thức a. Ánh sáng được lan truyền theo đường thẳng. Được cho là 1 quan điểm đúng đắn của người Hi Lạp cổ, với tình yêu hình học vốn có và những suy nghĩ, nghiên cứu nghiêm túc đầu tiên về ánh sáng. Các thí nghiệm dễ quan sát: Hé mở cửa 1 phòng tối và nhìn các tia sáng từ bên ngoài lọt vào. Quan sát ánh Mặt trời xuyên qua các đám mây sau cơn giông.----> Điều này là cơ sở cho những khám phá sâu hơn về các quy luật quang học. b. Ta nhìn được là nhờ ánh sáng từ vật lọt vào mắt chứ không có ánh sáng nào từ mắt chiếu đến vật. Phản bác quan niệm sai lầm của Empédocle (nhà thơ, Triết gia, bác sĩ và giáo sĩ người Hi Lạp, khoảng 490 - 435 tr. CN), tác giả của lý thuyết về thị giác xa xưa nhất mà chúng ta biết, rằng có lửa trong đôi mắt. Ông không phủ nhận ánh sáng từ vật hướng đến mắt mà đồng thời cũng thừa nhận từ mắt có tia sáng chiếu đến vật (và được gọi là lý thuyết "tia thị giác"). Thí nghiệm: Mắt không thể nhìn được trong bóng tối, khi vật không có gì được chiếu sáng. Mắt nhìn Mặt trời thấy chói. Mắt nhìn 1 vật ngoài sáng, sau đó đi vào trong
bóng râm: hình ảnh về vật chất vẫn còn đọng lại vài giây trước mắt ta (cũng chứng minh hiện tượng lưu ảnh của thị giác). Điều này giúp hiểu rõ hơn một số quy luậtq uan hình học. d. Sự khúc xạ và phản xạ (ánh sáng): Trong cuốn Quang học, Claude Ptolémée (nhà thiên văn học người Hi Lạp, khoảng 100 - 178), nổi tiếng với thuyết Địa tâm, miêu tả thí nghiệm đã từng được Euclide nhắc đến về hiện tượng khúc xạ: * Bước 1 Đặt 1 cái bát to lên bàn và thả xuống đáy bát 1 đồng xu, ngồi ở tư thế sao cho không nhổm người lên thì không thể nhìn thấy đồng xu. -->Điều này tức là thành bát đã che khuất ánh sáng phản chiếu từ đồng xu (theo đường thẳng đến mắt), dù nó đã lọt vào "mặt nón thị giác". * Bước 2 Đổ nước từ từ vào trong bát,.mực nước tăng lên đến khi bạn nhìn thấy đồng xu hiện ra mà vẫn không nhổm người lên. à Nhờ khúc xạ áng sáng: khi có nước, các tia sáng bị lệch về phía đáy và đi vào mắt nên bạn có thể nhìn thấy đồng xu * Bước 3 Thí nghiệm chứng tỏ góc tới bằng góc phản xạ - Nhờ 1 người đứng đối diện (qua bát nước) và quan sát đồng xu dưới nước theo đúng như bạn đã làm (nghĩa là góc nhìn 2 người đến đồng xu là như nhau). - Lấy 1 tấm màn ngăn cách sao cho 2 người không nhìn thấy mặt nhau. - Đặt 1 cái gương nhỏ vào đúng vị trí của đồng xu trong bát, 2 người sẽ nhìn thấy mặt. à Góc tới (tạo bởi tia tới và tia pháp tuyến của gương) bằng góc phản xạ vì nếu lệch đi thì hoặc người này 4. Sự đảo ảnh ở gương phẳng Nói đến ảnh của vật qua gương phẳng chắc hẳn học sinh sẽ phát biểu rằng ảnh và vật hoàn toàn giống nhau hoàn toàn có thể chồng khít lên nhau nhưng có thật là như vậy không Ta hãy thử giải thích một số hiện tượng sau : - Một bàn tay với ảnh của nó qua gương sẽ trùng nhau từng điểm một khi áp sát vao gương nhưng toàn thân người lại không như vậy chẳng hạn như 2 và ảnh
của 2 mắt có thể trùng nhau còn đương nối cổ và gáy lại không trùng nhau (đường này bị đảo ngược) - Ảnh của một người đứng trên bờ hồ thì đảo ngược với người đó không giống như khi người đó soi gương ảnh và người cùng chiều ta thấy chiều của các trục x, y không đổi còn trục z thì bị đảo ngược. Đó là tính chất sự đảo ảnh trong gương.Không phải lúc nào ảnh qua gương cũng trùng khít hoàn toàn với vật.