Lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 bài 15 CTST

- Ánh sáng là một dạng của năng lượng. Năng lượng ánh sáng có thể thu được bằng nhiều cách khác nhau.

- Thí nghiệm: Thu năng lượng ánh sáng

Hình 15.1. Bố trí thí nghiệm thu năng lượng ánh sáng

+ Chuẩn bị: Tấm pin mặt trời (loại 5,5 V), đèn LED (loại 3 W), nguồn sáng (bóng đèn loại 75 W hoặc 100 W) và các dây nối.

+ Tiến hành thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm như ở Hình 15.1

• Ban đầu chưa bật công tắc nguồn sáng. Đèn LED không phát sáng.
• Bật công tắc nguồn sáng và chiếu ánh sáng vào tấm pin mặt trời. Đèn LED phát sáng.

- Ánh sáng truyền đi trong không gian thành những chùm sáng. Các chùm sáng có hình dạng và kích thước khác nhau.

Hình 15.2. a) Hộp đèn tạo chùm sáng và khe hẹp; b) và c) Các chùm sáng

- Đường truyền của ánh sáng được biểu diễn bằng một đường thẳng có mũi tên chỉ hướng, gọi là tia sáng. Một chùm sáng hẹp song song có thể xem là một tia sáng.

Hình 15.4. Biểu diễn tia sáng

- Trong thực tế, không thế nhìn thấy một tia sáng mà chỉ nhìn thấy chùm sáng

- Vùng tối là vùng nằm ở phía sau vật cản sáng, hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.

- Thí nghiệm tạo vùng tối tạo bởi nguồn sáng hẹp:

+ Dùng một đèn pin (loại bóng đèn nhỏ) để tạo ra một nguồn sáng hẹp. Trong khoảng giữa đèn pin và màn chắn đặt một quả bóng nhỏ làm vật cản sáng.

+ Vùng không gian phía sau quả bóng không nhận được ánh sáng trực tiếp từ nguồn sáng nên là vùng tối và trên màn chắn xuất hiện bóng tối của vật cản (Hình 15.5a).

Hình 15.5. a) Thí nghiệm tạo vùng tối bởi một nguồn sáng hẹp;

b) Hình vẽ biểu diễn vùng tối tạo bởi một nguồn sáng hẹp

+ Vẽ hình biểu diễn vùng tối phía sau vật cản sáng: Từ điểm sáng S, lần lượt vẽ hai tia sáng tới:

• Tia SA, đi qua mép A của vật cản, cắt màn chắn tại điểm M.
• Tia SB, đi qua mép B của vật cản, cắt màn chắn tại điểm N.

+ Trên Hình 15.5b, vùng phía sau vật cản biểu diễn vùng tối.

- Vùng nửa tối là vùng nằm ở phía sau vật cản sáng, nhận được một phần ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.

- Thí nghiệm tạo vùng nửa tối tạo bởi nguồn sáng rộng: Đối với nguồn sáng rộng, phía sau vật cản sáng có vùng hoàn toàn không nhận được ánh sáng (vùng tối b) và có vùng chỉ nhận được một phần ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới (vùng nửa tối a, c) như trên Hình 15.6 a, b.

Hình 15.6. a) Thí nghiệm tạo vùng tối bởi một nguồn sáng rộng;

b) Hình vẽ biểu diễn vùng tối tạo bởi một nguồn sáng rộng

Bài 1: Cho hai nguồn sáng A và B. Hãy vẽ các vùng tối xuất hiện trên màn.

Hướng dẫn giải

Bài 2: Một học sinh xác định độ cao của cột điện vào một ngày trời nắng. Học sinh này lần lượt đo chiều dài bóng đổ của một cái cọc cắm thẳng đứng có độ cao là 1 m và bóng của cột điện trên mặt đất. Kết quả đo chiều dài bóng của cọc và bóng cột điện lần lượt là 0,6 m và 4,5 m. Trình bày cách xác định độ cao của cột điện trong thí nghiệm nói trên của học sinh. Biết rằng các tia sáng từ Mặt Trời chiếu tới mặt đất được coi là chùm sáng song song.

Hướng dẫn giải

- Dùng thước vẽ đoạn AB dài 1 cm biểu diễn cái cọc (ứng với độ cao 1 m của cọc).

- Vẽ cái bóng AO của cọc AB trên mặt đất: AO = 0,6 cm.

- Nối BO, đó là đường truyền ánh sáng từ Mặt Trời. Lấy CO dài 4,5 cm biểu diễn cái bóng của cột đèn.

- Vẽ đoạn CÐ cắt đường BO kéo dài tại Ð. CÐ biểu diễn chiều cao của cột điện.

- Từ hình vẽ, ta tính được: CÐ = 7,5 cm.

Vậy chiều cao của cột điện thực tế là 7,5 m.

C. Trắc nghiệm KHTN 7 bài 15