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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 sángKhi nghiên cứu định luật khúc xạ ánh sang có thể giải thích rằng chiết suấtcủa một chất bằng tỉ số vận tốc ánh sang trong chân không và vận tốc ánhsang trong môi trường chất đó. Trong sự khúc xạ ánh sang không đơn sắc thìánh sáng sẽ bị phân tích thành các màu quang phổ . Sự phân tích ánh sángnày có thể có nhiều nguyên nhân : Khúc xạ ( như đã nói ở trên ), nhiễu xạ (VDnhư hình ảnh thấy trên mặt đĩa CD), hay giao thoa (VD hình ảnh thấy đượctrên váng dầu) -- Nguyên nhân của sự phân tích ánh sáng do khúc xạ là sự phụ thuộc củachiết suất môi trường vào bước sóng ánh sáng -- Nguyên nhân của sự phân tích ánh sáng do nhiễu xạ là độ lớn gócnhiễu xạ phụ thuộc vào bước song ánh sáng -- Nguyên nhân của sự phân tích ánh sáng do giao thoa là khoảng vângiao thao phụ thuộc bước sóng ánh sáng do vậy khi xắp xếp trên màn chúng khôngtrung 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 sángtrong không gian thành các màu thành phần với thuật ngữ “Hiện tượng tán sắc ánhsáng” 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 giảicủa các dụng cụ quang học : Giả sử A, B là 2 điểm sáng dùng để tạo ánh bởi mộtthấu kính hội tụ. Thì do có hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng của các chum tia tại cácvòng đỡ của thấu kinh mà ảnh S’ của một điểm sáng S qua thấu kính không phải làmột điểm mà là các vòng tròn nhiễu xạ đồng tâm mà cực đại là S’ à Ảnh của A, Bqua thấu kính cho 2 hệ các đường tròn đồng tâm mà các tâm là A’ và B’. Một phầnchúng 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 riêngrẽ nữa Khoảng cách bé nhất giữa các điểm của vật (được biểu diễn bằng số đo góchay số do dài) mà qua hệ quang học những điểm này còn cho ảnh riêng rẽ được gọilà 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 vàvai 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 nàytrên màn hay phim máy ảnh, ta gọi nó là ảo chính vì nó không có thực – tại chỗ màta nói là có ảnh ảo không có năng lượng của ánh sáng truyền đến đó. Như vậy khinói 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 hiểnvi và kính thiên văn ta đều phải tạo ra các ảnh ảo và mắt thấy các ảnh ảo này. Đếnđây ta hãy phân tích vai trò của mắt : Vì là ảnh ảo nên chùm tia đến mắt là chùmphân kỳ hoặc song song và chúng được hội tụ trên võng mạc nhờ một TKHT – thủytinh thể, trên võng mạc của mắt là ảnh thực vì thể ta nhìn thấy. Rõ ràng mắt là mộtphần quan trong của hệ quang học này, Và khi xem xét bài toán trên khía cạnh nàyta có thêm một phương pháp giải đó là dùng phương pháp quang hệ với mắt làmôt thành phần (một TKHT) còn ảnh cuối cùng của hệ bao giờ cũng xác định (trênvõng 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 rấtđơn giản có thể tự làm hoặc lấy làm ví dụ cho học sinh. Chúng có thể làm cho cácem 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 hìnhhọc 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 sátánh Mặt trời xuyên qua các đám mây sau cơn giông.----> Điều này là cơ sở chonhững 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 ánhsáng 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 giảcủa 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 nhậntừ 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 chiếusáng. Mắt nhìn Mặt trời thấy chói. Mắt nhìn 1 vật ngoài sáng, sau đó đi vào trongbóng râm: hình ảnh về vật chất vẫn còn đọng lại vài giây trước m ...