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 11 - 15
11. Mặt trăng, mặt trời lúc mới mọc, hoặc sắp lặn có đúng là to hơn lúc ở đỉnh đầu không?
Khi nói Mặt Trăng, Mặt Trời to, nhỏ ta phải hiểu là góc trông của các thiên thể ấy to, hay nhỏ. Và hiểu như thế, thì góc trông Mặt Trời, từ sáng đến trưa, và từ trưa đến chiều không thay đổi hay nói cho đúng hơn chỉ thay đổi một trị số cực nhỏ, không đáng kể so với góc ấy. Và như thế có nghĩa là Mặt Trăng, Mặt Trời lúc mới mọc cũng chỉ to như lúc ở trên đỉnh đầu thôi. Và thực sự thì chụp ảnh hoặc đo góc trông hai thiên thể ấy, người ta thấy đúng là chúng không thay đổi. Thế thì tại sao khi Trăng mới mọc ta thấy nó "to như cái mâm" để khi lên cao chỉ còn " nhỏ bằng cái đĩa"? Đó là vì mắt bị lừa chỉ là một ảo giác mà thôi. Khi trăng lên cao giữa Mặt Trăng và mắt không có vật gì khác để so, nên ta thấy Mặt Trăng có vẻ như gần. Nhìn một vật ở gần, dưới một góc nhỏ ta cho nó là bé. Khi trăng ở gần chân trời, giữa Trăng và mắt có xen nhiều vật: nhà, cây cối, nước, sông ..., ta có cảm giác là mặt trăng ở rất xa. Cho là trăng ở xa mà góc trông lại không giảm, nên ta tưởng như nó to ra. Để rứt khỏi ảo giác này, ta nên làm thí nghiệm nhỏ sau đây: Lấy một tấm kính hơ lên ngọn đèn dầu hoả cho muội bám vào thành một lớp đều. Và nhìn Mặt Trời lúc mọc qua tấm kính đó. Qua tấm kính đen bạn không trông thấy vật gì khác ngoài Mặt Trời, và sẻ thấy nó cũng nhỏ như lúc ở đỉnh đầu. 12. Có phải muốn nhìn thấy những con vi trùng cực nhỏ chỉ cần chế tạo những kính hiển vi phóng đại nhiều lần là được không? Khi mới sản suất được kính hiển vi, người ta cũng đã nghĩ rằng, cứ tăng độ phóng đại lên càng nhiều lần, thì vật nhỏ đến mấy, cuối cùng cũng bị " lôi ra ngoài ánh sáng". Chẳng hạn, cho kính phóng đại lên mười vạn lần, thì sẽ trông thấy con vi trùng dài một phần vạn milimet to thành 1cm. Thực sự thì, do ánh sáng có tính chất sóng, nên dự định trên không thực hiện được. Hãy quan sát mặt nước hồ, khi có những gợn sóng nhấp nhô: ngọn sóng nọ cách ngọn sóng tiếp theo một khoảng không thay đổi chừng vài chục centimet. Khi sóng gặp cái thuyền, thì nó bị thuyền cản không cho truyền đi tiếp. Nhưng cái sào cắm dưới nước lại không gây ảnh hưởng gì: sóng nước lướt qua cái sào, mà khôn ghề bị suy yếu chút nào. Ta gọi khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp là bước sóng. Kích thước cái thuyền lớn hơn bước sóng, nên thuyền chắn được sóng, và sau thuyền không có sóng truyền tới. Còn kích thước cái sào nhỏ hơn bước sóng, nên sào không cản được sóng. Ánh sáng mà mắt ta nhìn thấy cũng là một loại sóng, nhưng bước sóng rất nhỏ, từ 0,4 đến 0,8 phần nghìn milimet. Khi cho một chùm ánh sáng chiếu qua tiêu bản đặt trên kính hiển vi, thì chỉ chi tiết nào trên tiêu bản lớn hơn hay bằng bước sóng ánh sáng, mới cản được ánh sáng và sinh ra một bóng tối. Khi nhìn trong kính hiển vi, ta trông thấy bóng tối ấy và nhận ra hình dáng của chi tiết. Nhưng nếu chi tiết ấy nhỏ hơn một nữa bước sóng, thì nó không cản được ánh sáng, không sinh ra được bóng tối, và ta sẽ không nhìn thấy nó, dù kính phóng đại bao nhiêu lần. Vì vậy kính hiển vi, nhìn bằng mắt, chỉ giúp ta trông thấy những vi trùng lớn hơn 0,2 phần nghìn milimet mà thôi. Những sinh vật có kích thước nhỏ hơn không trông thấy được trên kính hiển vi thường được gọi là siêu vi trùng. Với kính hiển vi điện tử, người ta đã chụp được nhiều siêu vi trùng. 13.Chụp ảnh ngoài trời nắng, những người chơi ảnh giàu kinh nghiệm thường lắp thêm kính lọc màu vàng hoặc màu đỏ nhằm mục đích gì? Phim ảnh dù đã được nhạy hoá, vẫn có độ nhạy lớn đối với ánh sáng màu tím, màu lam, và nhỏ đối với màu vàng, màu đỏ.Vì thế nên độ tương phản của các phần trên phim không hoàn toàn phù hợp với độ tương phản trên vật, đặt biệt là khi chụp ngoài nắng. Chẳng hạn, một lá cờ đỏ đang tung bay với mắt thì nổi hẳn trên nền trời xanh, nhưng khi chụp trên phim rồi in trên ảnh, ta thấy lá cờ bị tối, và nền trời sáng hơn nhiều. Để loại trừ ảnh hưởng này, người ta làm yếu bớt các tia sáng màu lam, màu tím, bằng cách bắt chùm sáng đi qua một kính lọc, trước khi rọi vào máy. Kính lọc màu vàng nhạt để các tia đỏ, vàng và da cam qua được gần hoàn toàn, và hấp thụ một phần các tia lam và tím, nên làm cho ảnh chụp giống như thật. Kính lọc màu vàng sẫm vẫn cho các tia đỏ và vàng qua gần hết, nhưng hấp thụ các tia lam và tím mạnh hơn, làm cho ảnh tương phản hơn vật, chẳng hạn làm cho nền trời tối bớt, và các đám mây hiện rõ hơn. Kính lọc màu da cam, và nhất là kính màu đỏ hấp thụ hết ánh sáng màu lam, màu tím, nên cho những ảnh thật tương phản, khác hẳn thật, chẳng hạn, vật màu đỏ hiện rất sáng, vật màu lam, tím trở thành tối, trời mây bình thường mà hiện trên ảnh như sắp có giông. Người sử thành thạo kính lọc có thể gây được nhiều hiệu quả đặc sắc. Khi chụp ảnh với kính lọc màu, phải chú ý lấy tăng ánh sáng một cách thích hợp. 14. Vì sao dưới ánh sáng ban ngày, nhìn bong bóng xà phòng hay vết dầu loang trên vũng nước, ta thấy nhiều màu sặc sỡ? Những vân màu sặc sỡ trên bong bóng xà phòng hoặc trên vết dầu loang trên mặt nước là kết quả của sự giao thoa ánh sáng. Màng bong bóng xà phòng là một lớp nước mỏng-cỡ phần nghìn milimet-trong suốt, vết dầu loang cũng là một màng như vậy. Hai mặt của màng cùng phản xạ ánh sáng như hai mặt của tấm cửa. Ta xét một điểm I trên màng mỏng M mà độ dày được vẽ to gấp nghìn lần độ dày thật. Tia sáng SIR1 phát đi từ một điểm S của nguồn, phản xạ ở mặt trên của màng và rọi vào mắt. Trong số rất nhiều tia sáng phát đi từ S, có một tia SKR2 phản xạ ở mặt dưới của màng và cũng rọi vào mắt. Vì màng rất mỏng, nên đối với mắt, hai tia IR1 và KR2 như là được phát đi từ cùng một điểm I. Khi hai tia này được thuỷ tinh thể của mắt hội tụ lên võng mạc, chúng gặp nhau và giao thoa với nhau. Hai tia sáng đi từ điểm I, mà gặp nhau trên võng mạc của mắt, thì mắt nhìn rõ điểm I: ta nói là mắt điều tiết để nhìn vào mặt bản. Hai tia sáng giao thoa với nhau, có thể hoặc tăng cường lẫn nhau, hoặc triệt tiêu nhau, tuỳ theo độ dày của màng và tuỳ theo bước sóng ánh sáng. Chùm ánh sáng rọi vào màng là ánh sáng trắng, có đủ các màu, ứng với nhiều bước sóng khác nhau, nên cùng một lúc, ở cùng một điểm I, sóng ánh sáng màu này bị triệt tiêu, sóng ánh sáng màu khác lại được tăng cường, và ánh sáng phản xạ thành có màu sắc, và màu sắc đó thay đổi theo chổ dày, chỗ mỏng trên màng. 
Chú thích: Tia SIR1 phản xạ ở mặt trên, tia SKR2 phản xạ ở mặt dưới của màng gặp nhau ở điểm I’ trên võng mạc và giao thoa với nhau Chùm sáng rọi vào điểm I rất rộng, nhưng con ngươi của mắt lại nhỏ, nên chùm tia lọt vào mắt vẫn chỉ là một chùm hẹp, nên có thể quan sát được vân giao thoa, mà không cần dùng khe hẹp, như trong thí nghiệm Y-âng. 15. Vì sao soi mình xuống giếng nước lại thấy bóng mình rõ hơn khi soi mình xuống chậu nước? Khi soi mình xuống chậu nước thì ngoài ánh sáng phản xạ cho ảnh mình, mắt cò nhận được ánh sáng tán xạ từ bên ngoài nhất là từ đáy chậu. Ánh sáng này lại mạnh hơn ánh sáng phản xạ, nên lấn át ánh sáng phản xạ. Trường hợp giếng nước lại khác. Do mặt nước ở dưới sâu, thành giếng che hầu hết ánh sáng tán xạ từ bên ngoài. Nước lại sâu, hầu như không có ánh sáng tán xạ từ đáy giếng lên (nước càng sâu càng hấp thụ nhiều ánh sáng truyền qua). Vì vậy khi soi xuống giếng nước mắt không bị loá vì ánh sáng tán xạ từ ngoài, chỉ còn nhận được áng sáng phản xạ, nên nhìn thấy bóng mình rõ hơn. |
