WEBSITE bất vụ lợi - Vì lợi ích cộng đồng - Non-Profit Website for the benefit of Community Learning
|
Tuyển Tập Câu Hỏi Tự Luận Quang Học Câu 06 - 10
6. Có thể dẫn ánh sáng đi theo những ống cong, như dẫn nước, được không?
Ánh sáng truyền theo đường thẳng, nhưng khi gặp một tấm gương, thì tia sáng bị hắt theo hướng khác. Nếu ta đặt một dãy nhiều gương phẳng, sao cho cái nọ nối tiếp cái kia (hình a) thì khi rọi một tia sáng vào gương thứ nhất tia sáng sẽ lần lượt phản xạ trên các gương của dãy và đi theo một đường gấp khúc. Muốn cho đường gấp khúc trở thành một đường cong, thì các gương phải nhỏ, nhiều vô hạn, và đặt nối tiếp nhau thành đường cong mà ta muốn tia sáng đi theo. Có thể thực hiện được điều đó bằng cách dùng một mặt kim loại, nhẵn bóng, uốn thành một mặt trụ. Nhưng biện pháp tốt nhất là dựa vào sự phản xạ toàn phần.  7. Bảng đo thị lực được cấu tạo như thế nào? Đo thị lực thế nào cho đúng? Thị lực là con số đánh giá khả năng phân ly của mắt. Võng mạc của mắt được cấu tạo bởi hai loại tế bào: tế bào nón và tế bào que. Giữa võng mạc có một vòng tròn đường kính chừng 1mm gọi là điểm vàng, tâm hơi trũng xuống. Trong điểm vàng chỉ có toàn tế bào hình nón, nên điểm vàng là điểm nhạy sáng nhất của võng mạc. Mỗi tế bào nón được nối với đầu một dây thần kinh thị giác. Khi nhìn một vật bao giờ ta cũng hướng trục nhìn của mắt vào vật, để ảnh của vật vào đúng điểm vàng. Nếu ảnh của hai điểm khác nhau A và B rơi vào hai tế bào nón khác nhau trên điểm vàng, thì hai dây thần kinh ghi được hai cảm giác khác nhau, và mắt nhận biết được rằng đấy là hai điểm khác nhau. Nhưng nếu vì vật ở xa, hoặc vì A và B quá gần nhau đến mức ảnh của hai điểm rơi vào cùng một tế bào nhạy sáng của võng mạc thì mắt chỉ ghi được một cảm giác độc nhất, tức là mắt sẽ thấy hai điểm đó trùng nhau. Vậy, muốn phân biệt hai điểm A và B thì góc trông đoạn AB phải lớn hơn hay ít nhất là bằng một trị số giới hạn α, gọi là năng suất phân ly của mắt. Đối với người bình thường trong phòng sáng vừa phải, α có trị số chừng 1 phút, tức là chừng 3/10000rad. Mắt có α đúng bằng 1 phút, thì có thị lực 10, thị lực 9 ứng với α = 2’, thị lực 8 ứng với α = 3’v.v.. Bảng đo thị lực gồm hơn một chục hàng chữ. Chữ ở hàng số 10 thì nét rộng 2mm, để khi đứng bảng 5m ta nhìn các chữ số của hàng ấy dưới góc 1’. Chữ hàng số 9 thì lớn gấp đôi, ở hàng số 8 thì lớn gấp 3 ... hàng số 10. Hàng chữ trên cùng, số 1, có nét rộng 22m, hàng số 11, 12 nhỏ hơn hàng số 10. Muốn đo thị lực phải đứng cách bảng 5m và bảng phải có độ rọi tiêu chuẩn 50lux, và thử đọc chữ ở các hàng, bắt đầu từ hàng số 1, bằng từng mắt một. Nếu đọc được đến hàng số 9, nhưng không đọc được hàng số 10, thì ghi thị lực của mắt là 9. Để phép đo được đúng, ngoài việc đảm bảo cho bảng có độ rọi chuẩn, nên đứng một lát cho quen mắt rồi thử và thử đi thử lại một vài lần. 8. Tại sao các vì sao lấp lánh? Những đêm hè quang mây không Trăng ngồi hóng mát ngoài sân, chúng ta thường say mê ngắm bầu trời, với muôn vàng ngôi sao lấp lánh. Nếu qua sát kỹ, chúng ta sẽ thấy rằng, những ngôi sao ở thấp gần chân trời lấp lánh mạnh hơn, còn những ngôi sao ở cao, giữa vòm trời, thì không lấp lánh. Hẳn bạn đã nhiều lần nhìn thấy rằng, khi nhìn qua phía trên đầu máy xe lửa, vào một vật ở xa, thí dụ như vào cửa sổ của một ngôi nhà, thì thấy đường nét của ngôi nhà thành ngoằn ngoèo, lung linh. Đó là vì lớp không khí gần đầu máy nóng lên và chuyển động lên phía trên (tạo thành dòng đối lưu trong không khí). Dòng khí nóng có tỉ trọng nhỏ hơn, do đó có chiếc suất nhỏ hơn không khí xung quanh. Tia sáng từ vật tới mắt bạn khi đi qua dòng khí đó bị khúc xạ trở thành hơi cong nên nhìn thấy vật ở một vị trí hơi khác so với khi tia sáng không bị cong. Vì dòng khí không đều và không ổ định nên những điểm khác nhau của vật bị dich chuyển không đều nhau và vật bị "biến dạng", mép cửa trở thành ngoằn ngoèo. Và những chổ ngoằn ngoèo lại thay đổi liên tục, nên ta thấy vật như lay động nhẹ. Sao trên trời lấp lánh cũng do cùng một nguyên nhân. Các tia sáng từ sao đến mắt ta cũng qua một lớp khí quyển dày. Ban ngày mặt đất bị Mặt Trời nung nóng nên trong khí quyển luôn luôn có dòng khí đối lưu nhỏ, chiếc suất khác nhau. Tia sáng từ vì sao tới mắt ta, khi đi qua những dòng khí ấy, bị khúc xạ thành hơi cong, lúc cong về phía này, lúc cong về phía khác. Do đó một mặt vị trí của ngôi sao hình như bị thay đổi liên tục, mặt khác số tia sáng rọi vào mắt cũng không đều, lúc nhiều, lúc ít khiến ta thấy sao có lúc sáng hơn, có lúc tối hơn, tức là thấy nó lấp lánh. Sao càng ở gần chân trời, lớp không khí mà tia sáng phải đi qua càng dày, sao càng lấp lánh mạnh. Khi sao ở giữa đỉnh đầu, lớp không khí mà ánh sáng đi qua mỏng hơn, tia sáng lại đi cùng phương với dòng khí, nên tia sáng không bị cong và hầu như không lấp lánh. Nếu bạn qua sát kỹ, thì thấy rằng sao Hôm (hay Sao Mai), và nói chung hành tinh thì không lấp lánh. Đó là vì góc trông của hành tinh tương đối lớn (góc trông của các sao đều bằng không), chùm sáng từ hành tinh rọi vào mắt tương đối rộng nên thăng giáng trong chùm không rõ rệt. 9. Nhìn bằng hai mắt có lợi gì hơn nhìn một mắt? Người ta có hai con mắt không phải do tạo hoá muốn người ta trông nhìn nhiều hơn ăn, nói. Tác dụng của sự nhìn bằng hai mắt, là cho ta cảm giác về độ sâu, về hình nổi. Hai mắt cách nhau một khoảng 5-6cm. Khi nhìn một vật bằng cả hai mắt, hai ảnh phối cảnh của vật trên võng mạc của hai mắt hơi khác nhau một chút. Khi thần kinh thị giác của hai mắt "chập" hai cảm giác thu được với mỗi mắt, thành cảm giác chung về hình ảnh của vật, thì hai cảm giác không "chập" hoàn toàn, và do đó cho ta cảm giác về độ sâu về hình nổi. 10. Tại sao xảy ra hiện tượng ảo ảnh? Chắc là mọi người đều biết nguyên nhân vật lý của hiện tượng ảo ảnh thông thường. Lớp không khí nông ở kề sát mặt cát bị hun nóng trên sa mạc có những tính chất của gương phẳng, đó là do lớp không khí này có mật độ nhỏ hơn lớp không khí nằm trên. Tia sáng từ một vật ở xa rọi nghiêng, khi tới lớp không khí này sẽ uống cong đường đi, rồi lại rời khỏi mặt đất và đạp vào mắt người quan sát, tựa hồ như được phản xạ từ gương dưới một góc tới rất lớn. Và đối với người quan sát, dường như trước mặt mình có một mặt nước phẳng lặng trải ra trong sa mạc (hình vẽ).  Tuy vậy, đúng hơn phải nói rằng, lớp không khí bị hun nóng ở gần mặt đất nóng phản xạ các tia sáng không giống như các gương phẳng, mà giống như một mặt nước, được khảo sát từ độ sâu của nước. Ở đây đã xảy xa hiện tượng phản xạ toàn phần. Các hiện tượng tương tự đặt biệt xảy ra vào mùa hè tên các đường nhựa. Các đường này có màu thẫm, nên bị hun nóng dưới ánh nắng Mặt Trời. Mặt đường mờ đục từ xa trông tựa như một mặt nước đánh bóng và phản chiếu các vật ở xa. Đường đi của tia sáng đó được trình bày trên hình vẽ bên. Chỉ cần quan sát một chút, bạn có thể thấy các hiện tượng tương tự không đến nỗi hiếm xảy ra như bạn vẫn thường nghĩ đâu. |
