Đề tài " Giải thích định tính các hiện tượng Quang học " potx

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 1 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Vật lý học khơng phải chỉ là các phương trình và con số. Vật lý học là những
điều đang xảy ra trong thế giới xung quanh ta. Nó nói về các màu sắc trong một cầu
vòng, về ánh sáng lóng lánh và tính cứng rắn của viên kim cương. Nó có liên quan
đến việc đi bộ, đi xe đạp, lái ơ tơ và cả việc điều khiển một con tàu vũ trụ Việc
học mơn Vật lý khơng chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng các cơng thức Vật lý để
giải cho xong các phương trình và đi đến những đáp số, mà còn phải giải thích
được các hiện tượng Vật lý đang xảy ra trong thiên nhiên quanh ta, trong các đối
tượng cơng nghệ của nền văn minh mà ta đang sử dụng.
Mặt khác, thực tế việc giảng dạy Vật lý hiện nay, chủ yếu dành nhiều thời
gian dạy học sinh nhận diện các kiểu, loại bài tồn khác nhau và cách thức vận
dụng các cơng thức Vật lý cho từng kiểu, loại tốn đó, mà ít chú trọng giúp học
sinh giải thích các hiện tượng Vật lý xảy ra trong tự nhiên.
Xuất phát từ ý nghĩa và thực tế đó, tơi mạnh dạn nghiên cứu đề tài
“Giải thích định tính các hiện tượng Quang học”, nhằm giúp học sinh u thích
và hiểu hơn bản chất Vật lý của các hiện tượng Quang học.

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

Để hồn thành đề tài này tơi chọn phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu:
+ Đọc các sách giáo khoa phổ thơng, các sách đại học, sách tham khảo phần
Quang học.

- Phương pháp thống kê:
+ Chọn các hiện tượng có trong chương trình phổ thơng và gần gũi với đời
sống hằng ngày.
- Phương pháp phân tích và tổng hợp kinh nghiệm trong q trình giảng dạy
và thực tế đời sống.
Phạm vi nghiên cứu đề tài này là trong phần Quang học của chương trình lớp
12 hiện hành.


* CẤU TRÚC PHẦN NỘI DUNG GỒM:
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CƠ BẢN CỦA QUANG HỌC VÀ MỘT VÀI HIỆN TƯỢNG
QUANG HỌC THƯỜNG GẶP TRONG ĐỜI SỐNG.
II. PHƯƠNG PHÁP CHUNG ĐỂ GIẢI ĐÁP NHANH NHỮNG CÂU HỎI ĐỊNH
TÍNH QUANG HỌC.
III. 30 HIỆN TƯỢNG QUANG HỌC PHỔ BIẾN TRONG TỰ NHIÊN.










Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 2 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
I

S
i
i’

R
N

PHẦN II: NỘI DUNG

Quang học là một mơn học, trong đó người ta nghiên cứu các hiện tượng liên
quan đến ánh sáng; từ sự truyền của ánh sáng đến sự tạo ra các ảnh; từ các tính chất
của ánh sáng đến bản chất của áng sáng.

I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CƠ BẢN CỦA QUANG HỌC VÀ MỘT VÀI HIỆN
TƯỢNG QUANG HỌC THƯỜNG GẶP TRONG ĐỜI SỐNG.

a. Cơ sở lý thuyết cơ bản của quang học.

+ Định luật truyền thẳng ánh sáng
- Trong một mơi trường trong suốt, đồng tính và đẳng hướng ánh sáng truyền theo đường
thẳng.
+ Ngun lí về tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng
- Đường đi của ánh sáng khơng đổi khi đảo ngược chiều truyền ánh sáng.
+ Định luật phản xạ ánh sáng
- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến
so với tia tới.
- Góc phản xạ bằng góc tới (i
’
= i)
+ Định luật khúc xạ ánh sáng

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới
- Đối với một cặp mơi trường trong suốt nhất định thì tỉ số giữa sin của góc tới
(sin i) với sin của góc khúc xạ (sin r) ln ln là mọt số khơng đổi.
Số khơng đổi này phụ thuộc vào bản chất của hai mơi trường và được
gọi là chiếc suất tỉ đối của mơi trường chứa tia khúc xạ (mơi trường 2) đối
với mơi trường chứa tia tới (mơi trường 1).
Kí hiệu n
21

sin i
sin r
= n
21
+ Hiện tượng phản xạ tồn phần
- Khi ánh sáng truyền từ mặt phân cách của mơi trường chiếc quang hơn (n
1
) sang mơi
trường chiếc quang kém (n
2
) thì góc khúc xạ r lớn hơn góc tới i.
- Góc khúc xạ lớn nhất bằng 90
0
; tia khúc xạ nằm là là mặt phân cách hai mơi trường thì
góc tới tương ứng gọi là góc giới hạn i
gh
- Với các góc tới có giá trị lớn hơn i
gh
, thì khơng còn xảy ra khúc xạ, tồn bộ áng sáng
đều trở lại mơi trường chiếc quang hơn. Khi đó có hiện tượng phản xạ tồn phần.
+ Máy ảnh

- Vật kính của máy ảnh là một thấu kính hội tụ (hoặc một hệ thấu kính tương đương với
thấu kính hội tụ) cho ảnh của vật cần chụp hiện rõ trên phim (ảnh).
+ Mắt
- Thủy tinh thể của mắt có vai trò như vật kính của máy ảnh, còn võng mạc có vai trò như
phim.
r
K
N
S
I
i

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 3 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
- Khi nhìn vật đặt ở điểm cực viễn C
V
, mắt khơng cần điều tiết. Còn khi nhìn vật
đặt ở điểm cực cận C
C
mắt phải điều tiết tối đa rất chóng mỏi mắt. Giới hạn nhìn rõ
của mắt là khoảng C
V
C
C
. Khoảng cách thấy rõ ngắn nhất là Đ = OC
C
(O là quang
tâm của mắt). Thường lấy Đ = 25cm. Mắt bình thường có điểm cực viễn ở xa vơ

cùng, còn điểm cực cận cách mắt 10cm đến 20cm.
- Mắt cận thị có độ tụ lớn hơn mắt bình thường khơng có tật, điểm cực viễn của mắt
cận thị ở tương đối gần mắt. Thường sửa tật cận thị bằng cách đeo kính phân kỳ.
- Mắt viễn thị có độ tụ nhỏ hơn mắt bình thường; điểm cực cận của mắt viễn thị ở
tương đối xa mắt. Sửa tật viễn thị bằng cách đeo kính hội tụ.
- Góc trơng  của một vật (hoặc ảnh) AB đặt thẳng góc với trục nhìn của mắt O là
 = góc AOB với tg =
AB
OA
.
- Năng suất phân li của mắt bình thường:   1’ =
1
3400
rad
+ Các dụng cụ quang học: Kính lúp, hiển vi, thiên văn.
-Độ bội giác G của một số dụng cụ quang học: G =


0

tg
tg
0

Trong đó:  là góc trơng ảnh của một vật qua dụng cụ, 
0
là góc trơng vật đặt ở
điểm cực cận của mắt.
+ Tính chất sóng của ánh sáng
- Ánh sáng là sóng điện từ. Ánh sáng đơn sắc nhìn thấy có một bước sóng  xác

định và có một màu nhất định. Một chùm ánh sáng trắng song song, gồm các ánh
sáng đơn sắc có bước sóng từ 0,4 µm (tia tím) đến 0,76 µm (tia đỏ), đến lăng kính
khi ló ra khỏi lăng kính, bị phân tích thành dãy nhiều màu, từ đỏ đến tím, gọi là
quang phổ của ánh sáng trắng. Tia đỏ bị lệch (về phía dáy lăng kính) ít nhất, tia tím
bị lệch nhiều nhất. Ngun nhân của sự tán sắc đó là do chiếc suất của thuỷ tinh
(mơi trường) phụ thuộc vào bước sóng (tần số) ánh sáng.
- Hai sóng ánh sáng kết hợp, do hai nguồn sáng kết hợp phát ra, giao thoa với nhau
khi gặp nhau, tạo nên vân sáng (cực đại giao thoa) và vân tối (cực tiểu giao thoa)
trên màn quan sát.
+ Lượng tử ánh sáng
- Chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng  được coi như dòng các phơtơn (lượng tử
ánh sáng), mỗi phơtơn mang năng lượng xác định ε = h f = h
c

(f là tần số ánh
sáng, h là hằng số Plăng; h = 6,625.10
-34

J.s; c = 3. 10
8
m/s). Cường độ ánh sáng tỉ lệ
với số phơtơn.
- Hiện tượng quang điện là hiện tượng các electrơn bị bật ra (gọi là electrơn quang
điện) khi chiếu vào mặt kim loại chùm ánh sáng có bước sóng  thích hợp.

b. Một vài hiện tượng quang học thường gặp trong đời sống hằng ngày.
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 4 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh

Có khi nào ta ngồi suy nghĩ: Tại sao trần nhà lại sơn màu trắng? còn bốn
vách tường lại khơng sơn màu trắng? hay mỗi lần đi trên đường phải dừng lại khi
gặp: “Đèn đỏ”, và tại sao lại phải “Đèn đỏ”? v.v Những hiện tượng rất thực tế, rất
gần gũi với chúng ta, nhiều lúc chúng ta xem đó là hiển nhiên, ta vơ tình khơng cần
biết. Nhưng khi hiểu được “chúng” thì đúng là thú vị thật.

VÌ SAO TRẦN NHÀ TRONG BUỒNG SƠN MÀU TRẮNG, CỊN BỐN BỨC
VÁCH TỐT NHẤT KHƠNG SƠN MÀU TRẮNG?

Vách tường trong buồng qt vơi thành màu gì hoặc hoa văn ra sao chẳng
những vì mỹ quang, mà còn phải cân nhắc đến vấn đề ánh sáng nữa.
Vật thể màu trắng phản quang rất mạnh. Sơn trần nhà thành màu trắng, ban
ngày nó sẽ phản quang ánh Mặt Trời xuống dưới, còn ban đêm có thể phản xạ ánh
đèn xuống, làm cho gian buồng thêm sáng sủa, mà khơng ảnh hưởng gì tới mắt
người cả, vì người chẳng mấy khi ngửa cổ nhìn lâu trên trần nhà. Thế thì tại sao
bốn mặt vách tường tốt nhất khơng sơn thành màu trắng nhỉ? Đó là vì bốn bức
tường nằm trong trường nhìn của chúng ta.
Bất cứ bạn ngồi hay đứng, nhìn trái,
nhìn phải hoặc nhìn trước nhìn ra sau, mắt đều
gặp phải bức tường. Nếu bốn bức tường cũng
lại sơn thành màu trắng, thế thì ánh Mặt Trời
hoặc ánh đèn chiếu lên vách tường trắng sẽ
sinh ra phản quang rất mạnh, và trực tiếp rọi
vào mắt người, làm cho mắt cảm thấy rất khó
chịu. Điều đó khơng có lợi đối với con mắt.
Mọi người đều có thể nghiệm này: Đọc
sách báo dưới ánh Mặt Trời tương đối chói chang thì mắt sẽ cảm thấy rất mệt mỏi
chính là vì lẽ đó. Vì vậy, vách tường xung quanh phòng tốt nhất là sơn thành màu
xanh nhạt, màu vàng lúa hoặc màu lam nhạt. Ánh sáng phản xạ của chúng tương
đối dịu, sẽ khơng làm cho mắt bị kích thích.

TẠI SAO TRONG GIAO THƠNG, NGƯỜI TA DÙNG ĐÈN ĐỎ ĐỂ BÁO HIỆU NGUY
HIỂM, MÀ KHƠNG DÙNG ĐÈN MÀU KHÁC?

Có hai lý do. Lý do thứ nhất, lý do khách quan, là trong bảy màu quang
phổ, màu đỏ ứng với bước sóng lớn nhất, nên ánh sáng đỏ truyền trong khơng
khí được xa hơn. Khi một chùm ánh sáng truyền trong khơng khí, nhất là khơng
khí có nhiều bụi hoặc hạt nước nhỏ (tức là sương mù), thì một phần năng lượng ánh
sáng bị các phân tử khơng khí và các hạt đó tán xạ ra mọi phía, nên năng lượng
chùm sáng càng giảm, khi truyền đi càng xa. Phần ánh sáng mất do tán xạ tăng rất
nhanh khi bước sóng giảm, nên ánh sáng có bước sóng dài bị mất mát ít hơn và
truyền được xa hơn ánh sáng các màu khác.
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 5 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
Lý do thứ hai, lý do chủ quan là như sau: Khi đứng rất xa một đèn màu, ta
trơng thấy đèn nhưng khơng nhận ra màu của nó. Phải lại gần thêm, mới phân biệt
màu của ánh sáng đèn. Nghĩa là đối với các màu lục, lam, vàng, tím ngưỡng sáng
(là lượng ánh sáng nhỏ nhất mà mắt phát hiện được) khơng trùng với ngưỡng
màu (lượng ánh sáng nhỏ nhất để nhận ra màu ánh sáng). Chỉ riêng với màu đỏ, là
hai ngưỡng đó trùng nhau: ban đêm nếu đặt một chiếc đèn đỏ trên đường, thì từ xa
đi lại, lúc bắt đầu trơng thấy đèn ta cũng đồng thời nhận ra màu đỏ của nó. Như vậy
dùng đèn đỏ để báo hiệu nguy hiểm thì khơng sợ nhầm lẫn và lại có thể nhận thấy
được từ xa.

VÌ SAO GIẦY DA BƠI XI VÀO CÀNG LAU CÀNG BĨNG?

Một đơi giầy da vừa cũ vừa bẩn, chỉ cần lau sạch bụi bặm, bơi xi đánh giầy
vào cẩn thận xát nhẹ một lượt thì đã biến thành vừa bóng vừa đẹp mắt rồi. Đó là lý

do gì vậy?
Thì ra, ánh sáng chiếu tới bất cứ trên bề mặt nào cũng đều có thể xảy ra phản
xạ. Giả dụ mặt bằng đó trơn bóng, thế thì có thể sinh ra phản quang rất mạnh, nhìn
vào rất sáng. Có lẽ bạn sẽ hỏi: Vì sao trên bề mặt của các vật thể như tường nhà,
bàn v.v khơng nhìn thấy phản quang rất mạnh nhỉ?
Bề mặt các vật thể như tường, bàn v.v khơng thực sự trơn bóng đâu. Bạn
cầm một kính lúp quan sát tỉ mỉ một lúc, thì sẽ phát hiện bề mặt của các vật thể đó
đều xù xì, thơ ráp, cao thấp khơng đều. Bề mặt thơ ráp cũng có thể phản xạ ánh
sáng. Có điều phản xạ về bốn phương, tám hướng, chứ khơng phải tập trung vào
một hướng nhất định.










Cái đó trong vật lý gọi là sự phản xạ khuếch tán v.v Vì vậy chúng ta khơng
trơng thấy ánh sáng phản xạ mạnh.
Bề mặt của giầy da cũng khơng phải rất trơn bóng. Nếu chiíec giầy bẩn thì cố
nhiên trở thành thơ ráp hơn. Như vậy nó khơng thể làm cho tia sáng tập trung về
một hướng nhất định. Cho nên nhìn vào khơng thấy bóng lộn. Mục đích của việc
bơi xi đánh giầy là để những hạt li ti trong xi lấp vào những chỗ trũng thấp trên
bề mặt giầy da, làm cho nó trở nên bằng phẳng, và xi đánh giầy có một loại năng
lực thẩm thấu. Nó có thể lấp kín mọi lỗ nhỏ, sau đó dùng vải xát lên để xi được
phủ đầy khắp, tình trạng thơ ráp của bề mặt giầy da được cải thiện lên nhiều,
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện

tượng Quang học”

Page 6 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
ánh sáng phản xạ về một hướng nào đó, chiếc giầy liền bóng lộn lên nhiều. Cho
nên sau khi bơi xi lên giầy, càng xát nó càng bóng lên.

CHẬU THAU ĐỰNG ĐẦY NƯỚC, VÌ SAO KHI NHÌN NGHIÊNG THẤY NƯỚC TRỞ
THÀNH NƠNG HƠN?

Khi chậu thau đựng đầy nước, nhìn nghiêng từ bên cạnh, độ sâu từ mặt nước
tới đáy chậu có vẻ như trở thành nơng hơn. Hiện tượng kì lạ này, rốt cuộc đã xảy ra
như thế nào?
Muốn làm sáng tỏ chân tướng của một cách triệt để thì cần phải hiểu rõ một
số tính khí của ánh sáng trước đã. Thì ra trong cùng một loại mơi trường, ánh sáng
bao giờ cũng truyền theo đường thẳng-đường ngắn nhất. Song nó từ một loại mơi
trường đi vào một mơi trường khác, ví dụ như từ khơng khí vào nước, hoặc từ nước
vào khơng khí, do tốc độ truyền của ánh sáng
trong hai loại mơi trường đó khác nhau, trên
mặt phân cách của hai mơi trường, ánh sáng
sẽ bị cong lại, đi theo một đường gấp khúc.
Loại hiện tượng này của ánh sáng gọi là khúc
xạ ánh sáng. Chậu nước của bạn trơng thấy
biến thành nơng đi chính là do khúc xạ của ánh
sáng gây nên.
Bạn xem kìa, dưới khe suối có con cá nhỏ, tia sáng từ thân cá phản xạ ra, đến
mặt phân cách giữa nước và khơng khí liền đổi hướng truyền theo đường thẳng, nó
gấp nghiêng với mặt nước một góc. Cái đập vào mắt chúng ta chính là tia sáng đã
gấp khúc đổi hướng. Song con mắt khơng cảm nhận được, vẫn cứ tưởng rằng tia
sáng đó theo đường thẳng chiếu tới, và ngộ nhận ảnh ảo do tia sáng đã bị đổi hướng
đó tạo ra con cá thật. Như vậy vị trí của cá trong nước nhìn có vẻ nơng hơn. Lí lẽ

khiến cho chậu nước trở thành nơng hơn cũng như thế đấy.
Trò đùa nghịch của tia sáng cũng giống như cách biến hố của nhà ảo thuật
thế thơi. Khi chúng ta nhận biết rõ đủ loại tính khí của tia sáng, thì sẽ khơng bị nó
“lừa gạt” nữa. Người đánh cá có kinh nghiệm khi dùng cái xiên để xỉa cá, người
ấy quyết khơng xỉa thẳng vào con cá, vì rằng đó chẳng qua chỉ là ảo ảnh của cá.
Chắc chắn anh ta nhằm vào chỗ hơi xa và sâu hơn một chút dùng sức đâm tới.
Như vậy, một con cá giãy giụa tứ tung đã bị xiên chặt. Đó đúng là kinh nghiệm
phong phú mà người đánh bắt cá tích luỹ được qua thực tiễn lâu dài của mình.

EM BÉO LÊN PHẢI KHƠNG?

Hai anh em Tồn, Thư mỗi lần đi học đều đứng trước gương để xem đầu tóc,
khăn qng có chỉnh trang chưa.
Một hơm, trên đường cùng đi học, hai anh em nhìn thấy chiếc ơ tơ đỗ bên
đường, có cái gương gắn bên buồng lái xinh xinh. Thư chạy lại soi thử một lúc, rồi
tần ngần kêu lên:
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 7 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
Ơi, em béo thêm lên thì phải?
Tồn chạy lại nhìn thì qi lạ sao: Thư trong gương trơng béo hẳn lên. Em
tới gần để soi thử thì chính em cũng béo lên!
Thế là thế nào nhỉ? Cả hai anh em chẳng hiểu vì sao, bèn bảo nhau tới hỏi
thầy dạy vật lý các lớp trên, ở gần nhà hai em.
Vừa hay thầy lại đang chuẩn bị bài giảng ‘‘Quang học” cho các anh chị lớp
trên, nên thầy vừa giảng giải, lại vừa có ‘‘giáo cụ trực quang’’ chỉ cặn kẽ cho hai
em :

Những gương ta thường thấy này, được gọi chung là mặt gương. Mặt gương
có ba loại. Loại thường dùng trong các gia đình để soi mặt, chải đầu được gọi là
gương phẳng. Bề mặt của nó phẳng. Một chùm tia sáng song song chiếu tới gương
thì ánh sáng phản xạ cũng là những tia sáng song song, cho nên gnười đứng song
song với mặt gương có hình dạng thế nào, sẽ thấy ảnh của mình như thế trong
gương.
Loại mặt gương thứ hai là có mặt gương cong lồi lên, gọi là gương cầu lồi.
Loại gương này có hai đặc điểm. Một là tia sáng từ bên ngồi chiếu tới thì qua sự
phản xạ của gương cầu lồi sẽ tản rộng ra. Nếu các em tới soi sẽ thấy béo lên. Một
đặc điểm khác là dùng gương cầu lồi, mắt người có thể nhìn tới phạm vi lớn hơn so
với khi nhìn vào gương phẳng. Bởi vậy, gương soi để nhìn về phía sau của ơtơ đều
dùng mặt gương lồi là để người lái xe có thể nhìn thấy phạm vi sau xe rộng hơn
một chút, giúp cho điều khiển xe an tồn.
Loại gương thứ ba là gương có mặt cong lõm xuống dưới. gọi là gương cầu
lõm. Loại gương này có hai đặc điểm, mà hai đặc điểm này lại ngược với gương
lồi. Nó có thể làm cho các tia sáng hội tụ lại, nên khi soi sẽ thấy hình như gầy đi,
nhỏ lại. Thứ gương mà các thày thuốc dùng soi họng cho người bệnh là loại gương
lõm này. Khi soi tia sáng sẽ hội tụ lại nơi cần soi như trong họng, lỗ tai, giúp thầy
thuốc nhìn thấy các biểu hiện các bệnh tật mà chuẩn đốn bệnh.

II. PHƯƠNG PHÁP CHUNG ĐỂ GIẢI ĐÁP NHANH NHỮNG CÂU HỎI
ĐỊNH TÍNH QUANG HỌC.

Những hiện tượng trong tự nhiên xảy ra xung quanh ta rất đa dạng, phong
phú, mn hình mn vẽ. Tuy nhiên, tất cả mọi hiện tượng đếu có ngun nhân của
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 8 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
nó. Dùng tư tưởng khoa học, phương pháp khoa học và tri thức khoa học chính xác
sẽ giúp ta trả lời chính xác bản chất của các hiện tượng này.
Những hiện tượng Quang học cũng vậy, chúng đều có ngun nhân cả. Để
trả lời đúng, chính xác và nhanh chóng hiện tượng xảy ra, ngồi việc phải nắm
vững kiến thức phần Quang học, ta còn phải xác định ‘‘mấu chốt’’ của vấn đề, xem
những hiện tượng xảy ra đó thuộc mảng kiến thức nào của phần Quang học: Quang
hình học, giao thoa, nhiễu xạ hay hiện tượng phát quang v.v để giới hạn kiến thức
và giải thích chính xác bản chất hiện tượng.

III. 30 HIỆN TƯỢNG QUANG HỌC PHỔ BIẾN TRONG TỰ NHIÊN.

1. CĨ THỂ DẪN ÁNH SÁNG ĐI THEO NHỮNG ỐNG CONG, NHƯ DẪN NƯỚC, ĐƯỢC
KHƠNG?

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 vơ 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 tồn phần.
Ta xét thanh trong suốt bằng thuỷ tinh, hoặc chất

dẻo, uống cong (hình b) và rọi một chùm tia sáng hẹp
vào một đầu ống.
Chiếc suất và độ cong của thanh đã được lựa
chọn để cho các tia sáng tới thành bên của thanh dưới
những góc lớn hơn góc giới hạn phản xạ tồn phần. Do
đó, tới chỗ cong, tia sáng liên tiếp bị phản xạ tồn phần
và cuối cùng, đi theo thanh mà ló ra ở đầu kia. Thanh
như thế đã hướng chùm sáng đi theo nó, và được gọi là
ống dẫn sáng.
Trong thực tế, ống dẫn sáng được làm bằng một
bó sợi chất dẻo, để cho mềm và dễ uốn theo ý muốn.
Nó được dùng trong y học để rọi sáng vào miệng khi
chuẩn đón các bệnh về răng, miệng, họng, để soi sáng các phần trong cơ thể, chẳng
hạn các bộ phận của cơ quan tiêu hố.

2. BẢNG ĐO THỊ LỰC ĐƯỢC CẤU TẠO NHƯ THẾ NÀO? ĐO THỊ LỰC THẾ NÀO
CHO ĐÚNG?

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 9 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
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 tồn 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 q 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 trơng đoạn AB phải lớn hơn
hay ít nhất là bằng một trị số giới hạn , gọi là năng suất phân ly của mắt. Đối với
người bình thường trong phòng sáng vừa phải,  có trị số chừng 1 phút, tức là
chừng 3/10000rad. Mắt có  đúng bằng 1 phút, thì có thị lực 10, thị lực 9 ứng với 
= 2’, thị lực 8 ứng với  = 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 đơi, 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 khơng đọc được hàng số 10, thì ghi thị lực của mắt
là 9. Để phép đo được đúng, ngồi 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.

3. TẠI SAO CÁC VÌ SAO LÁP LÁNH?

Những đêm hè quang mây khơng Trăng ngồi hóng mát ngồi sân, chúng ta
thường say mê ngắm bầu trời, với mn vàng ngơi sao lấp lánh. Nếu qua sát kỹ,
chúng ta sẽ thấy rằng, những ngơi sao ở thấp gần chân trời lấp lánh mạnh hơn, còn
những ngơi sao ở cao, giữa vòm trời, thì khơng 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 ngơi nhà, thì thấy đường nét của
ngơi nhà thành ngoằn ngo, lung linh. Đó là vì lớp khơng khí gần đầu máy nóng
lên và chuyển động lên phía trên (tạo thành dòng đối lưu trong khơng khí). Dòng
khí nóng có tỉ trọng nhỏ hơn, do đó có chiếc suất nhỏ hơn khơng 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 khơng bị cong. Vì dòng
khí khơng đều và khơng ổ định nên những điểm khác nhau của vật bị dich chuyển
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 10 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
khơng đều nhau và vật bị “biến dạng”, mép cửa trở thành ngoằn ngo. Và những
chổ ngoằn ngo lại thay đổi liên tục, nên ta thấy vật như lay động nhẹ. Sao trên
trời lấp lánh cũng do cùng một ngun 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 ln ln 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 ngơi sao hình như bị
thay đổi liên tục, mặt khác số tia sáng rọi vào mắt cũng khơng 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 khơng khí mà tia sáng phải đi qua càng dày,
sao càng lấp lánh mạnh. Khi sao ở giữa đỉnh đầu, lớp khơng khí mà ánh sáng đi qua
mỏng hơn, tia sáng lại đi cùng phương với dòng khí, nên tia sáng khơng bị cong và
hầu như khơng lấp lánh.
Nếu bạn qua sát kỹ, thì thấy rằng sao Hơm (hay Sao Mai), và nói chung hành
tinh thì khơng lấp lánh. Đó là vì góc trơng của hành tinh tương đối lớn (góc trơng
của các sao đều bằng khơng), chùm sáng từ hành tinh rọi vào mắt tương đối rộng
nên thăng giáng trong chùm khơng rõ rệt.

4. NHÌN BẰNG HAI MẮT CĨ LỢI GÌ HƠN NHÌN MỘT MẮT?

Người ta có hai con mắt khơng phải do tạo hố muốn người ta trơng 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 khơng “chập” hồn tồn, và do đó
cho ta cảm giác về độ sâu về hình nổi.

5. TẠI SAO XẢY RA HIỆN TƯỢNG ẢO ẢNH?

Chắc là mọi người đều biết ngun nhân vật lý của hiện tượng ảo ảnh thơng
thường. Lớp khơng khí nơng ở kề sát mặt cát bị hun nóng trên sa mạc có những
tính chất của gương phẳng, đó là do lớp khơng khí này có mật độ nhỏ hơn lớp
khơng khí nằm trên. Tia sáng từ một vật ở xa rọi nghiêng, khi tới lớp khơng 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).


Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 11 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh






Chú thích: Trên hình vẽ đường đi của tia sáng nghiêng so với mặt đất được phóng đại, vì đường
của tia sáng chếch xuống mặt đất khơng dốc đến thế.

Tuy vậy, đúng hơn phải nói rằng, lớp khơng khí bị hun nóng ở gần mặt đất
nóng phản xạ các tia sáng khơng 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
tồn 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 trơng 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 khơng
đến nỗi hiếm xảy ra như bạn vẫn thường nghĩ đâu.

6. MẶT TRĂNG, MẶT TRỜI LÚC MỚI MỌC, HOẶC SẮP LẶN CĨ ĐÚNG LÀ TO HƠN
LÚC Ở ĐỈNH ĐẦU KHƠNG?

Khi nói Mặt Trăng, Mặt Trời to, nhỏ ta phải hiểu là góc trơng của các thiên
thể ấy to, hay nhỏ. Và hiểu như thế, thì góc trơng Mặt Trời, từ sáng đến trưa, và từ
trưa đến chiều khơng thay đổi hay nói cho đúng hơn chỉ thay đổi một trị số cực
nhỏ, khơng 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 thơi. Và thực sự thì chụp ảnh hoặc đo
góc trơng hai thiên thể ấy, người ta thấy đúng là chúng khơng 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 thơi. Khi
trăng lên cao giữa Mặt Trăng và mắt khơng 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, sơng
, ta có cảm giác là mặt trăng ở rất xa. Cho là trăng ở xa mà góc trơng lại khơng
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 khơng

trơng thấy vật gì khác ngồi Mặt Trời, và sẻ thấy nó cũng nhỏ như lúc ở đỉnh đầu.

7. CĨ PHẢI MUỐN NHÌN THẤY NHỮNG CON VI TRÙNG CỰC NHỎ CHỈ CẦN CHẾ
TẠO NHỮNG KÍNH HIỂN VI PHĨNG ĐẠI NHIỀU LẦN LÀ ĐƯỢC KHƠNG?

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 12 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
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 “ lơi ra ngồi
ánh sáng”.
Chẳng hạn, cho kính phóng đại lên mười vạn lần, thì sẽ trơng 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 khơng thực hiện được.
Hãy quan sát mặt nước hồ, khi có những gợn sóng nhấp nhơ: ngọn sóng nọ
cách ngọn sóng tiếp theo một khoảng khơng thay đổi chừng vài chục centimet. Khi
sóng gặp cái thuyền, thì nó bị thuyền cản khơng cho truyền đi tiếp. Nhưng cái sào
cắm dưới nước lại khơng gây ảnh hưởng gì: sóng nước lướt qua cái sào, mà khơn
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 khơng có sóng truyền tới. Còn kích thước cái sào nhỏ hơn bước sóng, nên
sào khơng 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 trơng 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 khơng cản được ánh sáng, khơng sinh ra
được bóng tối, và ta sẽ khơng nhìn thấy nó, dù kính phóng đại bao nhiêu lần. Vì

vậy kính hiển vi, nhìn bằng mắt, chỉ giúp ta trơng thấy những vi trùng lớn hơn 0,2
phần nghìn milimet mà thơi. Những sinh vật có kích thước nhỏ hơn khơng trơng
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.

8.CHỤP ẢNH NGỒI 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 hố, 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 khơng hồn tồn phù hợp với độ tương phản trên vật, đặt biệt là khi
chụp ngồi 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 hồn
tồn, 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
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 13 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
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 giơng. 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.

9. VÌ SAO DƯỚI ÁNH SÁNG BAN NGÀY, NHÌN BONG BĨNG XÀ PHỊNG HAY VẾT
DẦU LOANG TRÊN VŨNG NƯỚC, TA THẤY CĨ 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 SIR
1
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 SKR
2
phản
xạ ở mặt dưới của màng và cũng rọi vào mắt. Vì màng rất mỏng, nên đối với mắt,
hai tia IR
1
và KR
2
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.













Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 14 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
Chú thích: Tia SIR
1
phản xạ ở mặt trên, tia SKR
2
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 khơng cần dùng khe hẹp, như trong thí nghiệm Y-âng.

10. VÌ SAO SOI MÌNH XUỐNG GIẾNG NƯỚC LẠI THẤY BĨNG MÌNH RÕ HƠN KHI
SOI MÌNH XUỐNG CHẬU NƯỚC?

Khi soi mình xuống chậu nước thì ngồi ánh sáng phản xạ cho ảnh mình, mắt
cò nhận được ánh sáng tán xạ từ bên ngồi 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 ngồi. Nước lại sâu, hầu như khơng 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 khơng bị lố vì ánh sáng tán xạ từ ngồi, chỉ còn
nhận được áng sáng phản xạ, nên nhìn thấy bóng mình rõ hơn.

11. VÌ SAO THỦY TINH MÀU KHI VỠ VỤN THÀNH HẠT NHỎ THÌ NHỮNG HẠT
NHỎ NÀY CĨ MÀU TRẮNG?

Thuỷ tinh màu là thuỷ tinh pha thêm hố chất hấp thụ một số màu và chỉ cho
một số ánh sáng đơn sắc đi qua. Chẳng hạn thuỷ tinh màu đỏ hấp thụ các tia lục,
lam, tím và hầu như chỉ cho tia đỏ truyền qua.
Nhìn ánh sáng truyền qua thuỷ tinh ta sẽ thấy màu của nó. Nhưng nếu nhìn
ánh sáng phản xạ và tán xạ trên mặt thuỷ tinh thì rất khó phân biệt được thủy tinh
màu gì.
Sự hấp thụ những tia đơn sắc của thuỷ tinh màu còn phụ thuộc vào khoảng
cách truyền qua mơi trường tức là vào bề dày của thuỷ tinh. Nếu thuỷ tinh càng
dày, ánh sáng càng bị hấp thụ nhiều, thì màu thủy tinh càng sẫm.
Khi thủy tinh màu bị vỡ vụn thành hạt nhỏ, ánh sáng truyền qua một số hạt
nhưng khơng bị hấp thụ bao nhiêu, sau đó phản xạ và tán xạ từ các hạt khác và mắt
ta nhìn thuỷ tinh vỡ vụn do ánh sáng phản xạ và tán xạ ấy. Đó là lý do tại sao dưới
ánh sáng trắng ta thấy thủy tinh dù có màu gì, khi vỡ vụn vẫn trở thành màu trắng.
Đối với các chất lỏng có màu, hiện tượng xảy ra cũng tương tự. Nếu ta làm
chất lỏng đó thành bọt thì bọt gì cũng có màu trắng chẳng hạn bia màu vàng, bọt

bia lại có màu trắng.

12. CĨ TÀNG HÌNH ĐƯỢC KHƠNG? MUỐN TÀNG HÌNH PHẢI THỰC HIỆN
NHỮNG ĐIỀU KIỆN GÌ?

Ngụy trang trong chiến tranh cũng có thể coi là hình thức đơn giản của tàng
hình. Ta đội mũ cài lá, mặc áo đốm xanh để màu sắc của ta khơng khác biệt với
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 15 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
rừng cây. Một số sinh vật vì lý do sinh tồn cũng có màu sắc giống mơi trường sống
để ngụy trang.
Ta cũng đã biết chỉ cần thay đổi màu ánh sáng của đèn chiếu cũng có thể làm
cho diễn viên trên sân khấu”biến mất”.
Nhưng tất cả các kiểu “tàng hình” nói trên đều chưa phải là tàng hình thực
sự. Ở đây ta muốn nói đến tàng hình thực sự, nghĩa là dưới ánh sáng ban ngày
người tàng hình đứng tại bất cứ chỗ nào cũng khơng ai có thể nhìn thấy. Muốn thế
người định tàng hình phải làm thế nào khử được tất cả những điều kiện để người
khác nhìn thấy mình.
Ta nhìn thấy một vật nhờ sự tương phản về độ sáng hoặc màu sắc của
vật đối với nền. Nếu vật trong suốt ta có thể nhìn thấy được nhờ ánh sáng
phản xạ và tán xạ từ vật do chiếc suất của vật khác của mơi trường xung
quanh.
Như vậy, muốn trở thành vơ hình thực sự, điều kiện duy nhất phải thực hiện
là làm cho cơ thể hồn tồn trong suốt và có chiết suất bằng chiết suất của mơi
trường (khơng khí). Lúc đó ánh sáng chiếu tới và ánh sáng truyền qua khơng cho
một dấu hiệu nào về cơ thể đó. Để làm được như vậy, chỉ có một cách là làm cho
mọi bộ phận cơ thể cũng lỗng và nhẹ như khơng khí. Nói một cách khác là
khơng thể nào tàng hình trong khơng khí được.

Nhưng đối với mơi trường có chiếc suất lớn-nướcchẳng hạn-thì điều kiện
trên có thể thực hiện được. Nếu chưa thực hiện được với cơ thể con người, thì ít
nhất người ta cũng đã thực hiện được đối với một số vi sinh vật. Nhưng giả sử có
người nắm được bí quyết tàng hình, thì anh ta cũng khơng gây được náo động bất
ngờ, như trong một vài truyện hoặc phim khoa học viễn tưởng, vì các lý do sau
đây:
1. Người tàng hình vẫn bị lộ ngun hình khi người ta dùng các phương tiện quan
sát khác như dùng ống nhòm hồng ngoại. Cơ thể người tàn hình có nhiệt đọ 37
0
C,
đó là nguồn phát ra hồng ngoại.
2. Người tàn hình sẽ trở thành người mù, vì thuỷ tinh thể của mắt khơng còn có tác
dụng hội tụ ánh sáng như một thấu kính nữa.
3. Người tàn hình khơng được ăn uống gì ở chỗ có người, vì thức ăn chưa tiêu hố,
chưa tàng hình được với người.
4. Người tàng hình mà gặp trời mưa, chân giẫm phải bùn, bùn bám vào chân, thì
cũng bị lộ-trong một cuốn phim truyện về người tàng hình anh ta vì để dấu chân
trên tuyết mà bị lộ.
Vậy dù có người tàng hình thật đi nữa, cũng chẳng sợ anh ta “đột nhập” vào
phòng bạn.

13. VÌ SAO MẶT TRỜI, MẶT TRĂNG LÚC MỌC VÀ LẶN CĨ MÀU ĐỎ?

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 16 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
Ánh sáng từ Mặt Trời, Mặt Trăng tới chúng ta phải đi qua khí quyển Trái
Đất. Gặp các phân tử khơng khí, và nhất là các bụi bậm lơ lửng trong khơng khí,
ánh sáng đó bị tán xạ, và phần ánh sáng tán xạ đó khơng tới mắt chúng ta.

Ta đã biết, các thành phần màu (đỏ, vàng, lục, lam, tím) trong ánh sáng trắng
bị tán xạ khơng đều: ánh sáng đỏ ít nhất, xogn đến ánh sáng vàng; ánh sáng lam và
tím bị tán xạ nhiều hơn cả. Do đó, sau khi qua khí quyển, tới mắt ta, thì ánh sáng
lam và tím bị mất do tán xạ nhiều hơn ánh sáng đỏ, vàng và trong ánh sáng nhận
được, các thành phần đỏ, vàng thành trội hơn, so với ánh sáng tới.
Lúc giữa trưa (hay nữa đêm) Mặt Trời (hay Mặt Trăng)-chiếu sáng vng
góc với mặt đất, các tia sáng đi qua một lớp khơng khí tương đối mỏng, nên phần
ánh sáng mất do tán xạ là nhỏ, và ánh sáng vẫn có đủ các thành phần của ánh sáng
trắng: ta thấy Mặt Trời, Mặt Trăng vẫn có màu trắng. Nhưng lúc Mặt Trời mới mọc
hoặc sắp lặn các tia sáng đi là mặt đất nên phải qua một lớp khơng khí dày gấp
hàng chục lần, lớp khơng khí ở gần mặt đất này lại đầy bụi nên tán xạ ánh sáng rất
mạnh. Trong ánh sáng tới mắt ta các thành phần lam, tím bị yếu đi rất nhiều, các
thành phần đỏ và vàng trở thành trội, và làm cho ánh sáng ngả sang màu vàng, màu
đỏ. Vì vậy ta thấy, khi Mặt trời ở sát chân trời, thì có màu đỏ, lên cao một chút thì
chuyển sang màu hồng, rồi màu vàng, vì lớp khơng khí mà ánh sáng đi qua càng
mỏng dần và cuối cùng có màu trắng.
Màu sắc vàng, hồng của các đám mây chiều cũng xuất hiện do ngun nhân
này. Ánh sáng Măt Trời khi tới đám mây đã phải qua một lớp khơng khí dày nhiều
bụi, rồi từ đám mây tới mắt ta lại qua lớp khơng khí ấy lần nữa, nên càng bị tán xạ
nhiều hơn. Vì vậy mây có thể có màu vàng, ngay cả khi Mặt Trời còn khá cao.

14. TẠI SAO CẦU VỒNG CĨ BẢY MÀU CẦU VỒNG?

Bí mật của bảy màu cầu vồng đã được Niutơn, nhà bác học vĩ đại khám phá
bằng thí nghiệm sau đây:
Ơng dùng một cái lăng kính, tức là một khối thuỷ tinh trong suốt, đã mài
thành hình một lăng trụ tam giác. Trong buồng đóng kín cửa, ơng cho một chùm
ánh sáng trắng Mặt Trời qua một lỗ tròn nhỏ F (đục ở cánh cửa) rọi xiên vào một
mặt của tấm kính và ló ra khỏi mặt thứ hai (hình vẽ).

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 17 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh

Chú thích: Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng
Đặt một tờ giấy trắng T để hứng chùm tia ló, ơng thấy một vệt sáng dài, có
các màu sắc sắp xếp theo thứ tự sau đây: Đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím
đúng như bảy màu của cầu vòng. Niutơn gọi dãy sáng có màu sắc ấy là quang phổ
Mặt Trời, và đã giải thích đúng đắn sự xuất hiện của nó.
Theo ơng, ánh sáng Mặt Trời, ánh sáng đèn điện, có màu trắng, lại do nhiều
chùm ánh sáng có dạng khác nhau, hỗn hợp với nhau sinh ra. Chùm ánh sáng chỉ có
một màu-chẳng hạn như chùm ánh sáng đỏ-gọi là ánh sáng đơn sắc.
Mọi chùm ánh sáng đơn sắc đi từ khơng khí vào thuỷ tinh đều bị khúc xạ và
lệch về gần pháp tuyến. Nhưng các tia đơn sắc có màu khác nhau bị khúc xạ khác
nhau: tia đỏ lệch ít nhất, rồi đến tia da cam, tia vàng v.v Cho một chùm ánh sáng
trắng qua lăng kính, thì khi qua mặt thứ nhất của lăng kính, các chùm tia màu sắc
khác nhau bị khúc xạ khác nhau, nên khơng trùng nhau nữa, mà tách rời nhau; lúc
tới mặt thứ hai, các tia đơn sắc đi từ thuỷ tinh ra khơng khí lại rời xa nhau thêm.
Thành thử khi rọi vào tờ giấy, mỗi chùm tia đơn sắc tạo nên một vệt sáng có màu
nhất định, và các vẹt sáng này sắp xếp liền nhau tạo thành quang phổ.
Hiện tượng này gọi là sự tán sắc ánh sáng, bao giờ cũng xuất hiện khi ánh

sáng đi từ một mơi trường sang mơi trường khác, chẳng hạn từ khơng khí sang thuỷ
tinh, hoặc từ khơng khí vào nước. Lăng kính nhờ có hai mặt khúc xạ nên làm cho
các tia đơn sắc rời xa nhau nhiều thêm, khiến ta dễ thấy hơn, chứ thật ra, ngay khi ở
trong thuỷ tinh, ánh sáng đã bị phân tích thành quang phổ rồi.
Bảy màu của cầu vồng chính là do ánh sáng Mặt Trời bị tán sắc khi truyền
trong các hạt mưa nhỏ sinh ra. Vì vậy cầu vồng thường xuất hiện trước hoặc sau
các trận mưa rào nhẹ mùa hè, lúc mà trong khơng khí có một số lượng hạt mưa đủ
để khúc xạ được nhiều ánh sáng, nhưng khơng q nhiều để vẫn còn ánh nắng.
Ta có thể dung bơm nước cứu hoả có thể tạo được cầu vồng nhân tạo một
cách dễ dàng. Buổi sáng, hoặc buổi chiều nắng, đứng quay lưng về Mặt Trời, dùng
cái bơm phun những hạt nước nhỏ lên trời, và hướng mắt về phía các hạt nước ấy,
ta sẽ thấy một cầu vồng thực sự.

15. CẦU VỒNG LÀ ẢNH THẬT HAY ẢNH ẢO? CĨ CHỤP ĐƯỢC ẢNH CẦU VỒNG
KHƠNG?

Ta biết rằng, khi các tia sáng từ giọt nước rọi vào mắt, thì mắt trơng thấy cầu
vồng tựa như các tia sáng ấy được phát đi từ các điểm trên nền trời. Do đó ta thấy
hình như cầu vồng được vẽ trên nền trời. Vậy các tia sáng tạo nên hình ảnh cầu
vồng khơng hội tụ vào một mặt phẳng nào cả, nghĩa là ta khơng thể hứng ảnh của
cầu vồng lên một màn, và cầu vồng là ảnh ảo. Ta trơng thấy cầu vồng, nhờ có thuỷ
tinh thể của mắt hội tụ các tia sáng nói trên lên võng mạc. Vì vậy, người ta mới nói
rằng hai người khơng trơng thấy cùng một cầu vồng. Vật kính máy ảnh cũng có tác
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 18 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
dụng hội tụ ánh sáng lên phim ảnh, như thuỷ tinh thể của mắt, nên cũng thu được
ảnh của cầu vồng lên phim, tức là, dùng máy ảnh, ta vẫn chụp được ảnh của cầu
vồng.

16. VÌ SAO BAN NGÀY NHÌN NGỌN ĐÈN ĐIỆN NGỒI PHỐ (CỊN THẮP SÁNG) TA
KHƠNG THẤY LĨA MẮT NHƯ VỀ BAN ĐÊM, MẶC DẦU CƯỜNG ĐỘ SÁNG CỦA
ĐÈN KHƠNG THAY ĐỔI?

Hiện tượng lóa mắt thường gặp, khi điều kiện chiếu sáng thường thay đổi đột
ngột, khiến mắt khơng kịp thích nghi. Chẳng hạn, trong rạp chiếu bóng, khi hết
phim, nếu đèn điện nhất loạt bật sáng, thì mắt bị lóa; mùa hè đang đi ngồi đường
nắng, vén mành mành bước vào nhà, ta cũng bị lóa mắt, và phải đứng định thần vài
phútmới trơng rõ mọi vật trong buồng.
Ngun nhân sự lóa mắt, là do các tế bào nhạy sáng của mắt thay đổi độ
nhạy chậm hơn điều kiện chiếu sáng. Mắt được cấu tạo để nhìn trong những điều
kiện chiếu sáng rất khác nhau, từ những chỗ rất sáng, như đường phố lúc trưa hè,
đến những chỗ tối như “đêm ba mươi”: võng mạc của mắt có hai loại tế bào; tế bào
nón hoạt động khi đủ ánh sáng, (ban ngày) tế bào que chỉ hoạt động khi thiếu ánh
sáng (chiều, tối).
Cả hai loại tế bào này lại có độ nhạy tăng dần, khi lượng ánh sáng rọi vào
mắt giảm. Trước thuỷ tinh thể của mắt, lại còn có con ngươi, tự động mở rộng khi
thiếu ánh sáng, và tự động thu hẹp khi ánh sáng bên ngồi q mạnh. Nhờ phối hợp
khéo léo ba q trình trên, mắt có thể hoạt động ở chỗ tối cũng tốt gần như ở chỗ
sáng.
Nhưng, nếu con ngươi của mắt mở rộng hay thu hẹp một cách tự động và
nhanh chóng, thì các tế bào nhạy sáng của mắt chỉ thay đổi từ từ. Khi ta đi ngồi
đường sáng, con ngươi khép nhỏ hết sức, và tế bào nón hoạt động với độ nhạy thấp,
còn tế bào que khơng hoạt động. Nếu ta đột ngột bước vào căn nhà tối, thì con
ngươi lập tức mở ra rộng, để lượng ánh sáng rọi vào mắt được nhiều hơn, nhưng tế
bào nhạy sáng của mắt chưa kịp tăng độ nhạy. Do đó, ta chưa nhìn rõ các vật trong
nhà. Phải một, hai phút sau, độ nhạy của các tế bào nón mới tăng đến mức đủ giúp
cho mắt nhìn rõ mọi vật. Trong một, hai phút chờ đợi ấy, mắt ta bị lố. Ngược lại
cũng vậy, từ trong hnà bước ra ngồi sân nắng, độ nhạy của các tế bào nhạy sáng

chưa kịp giảm, ta cũng bị lóa.
Ban ngày mọi vật đều sáng, sáng gần ngang với bóng đèn điện đang thắp,
mắt hoạt động với độ nhạy thấp, nên khi nhìn bóng đèn cũng như nhìn mọi vật
khác, khơng cần thay đổi độ nhạy, mắt khơng bị lóa. Buổi tối, mọi vật đều tối, trừ
các bóng đèn trên cao. Nhìn mọi vật mắt phải tăng độ nhạy lên nhiều lần. Nếu
đang lúc ấy, mắt chợt nhìn vào bóng đèn, sáng như các vật ban ngày , mắt sẽ bị
lóa, vì độ nhạy của mắt chưa giảm kịp.

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 19 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
17. VÌ SAO CƠNG NHÂN HÀN ĐIỆN PHẢI CHE MẶT BẰNG MỘT CÁI MẶT NẠ CĨ
TẤM KÍNH TÍM?

Ánh lửa hàn phát ra rất nhiều tia tử ngoại, một loại “ánh sáng đen” có bước
sóng ngắn hơn 3800A
0
. Trong quang phổ vị trí của những tia này ngồi vùng tím,
vì thế gọi là tia tử ngoại (tử là tím). Tia náy có tác dụng hố học rất mạnh, có thể
phân huỷ tế bào. Phải làm thế nào để ngăn cản những tia tử ngoại tác dụng tới mắt
cơng nhân trong q trình làm việc. Tấm kính tím có cơng dụng như vậy. Mặt khác
nó còn có tác dụng làm giảm độ chói của nguồn sáng để cơng nhân có thể nhìn rõ
vật phải hàn, khơng bị lóa mắt.

18. TRONG BỆNH VIỆN NGƯỜI TA VẪN PHẢI CHIẾU ĐIỆN. “CHIẾU ĐIỆN” LÀ
THẾ NÀO VÀ NHẰM MỤC ĐÍCH GÌ?
Ngồi những tia tử ngoại có bước sóng ngắn, còn có những tia khơng nhìn
thấy có bước sóng ngắn hơn. Đó là những tia Rơnghen (tia X).
Người ta tạo ra tia Rơnghen bằng ống Rơnghen. Trong ống là chân khơng.

Khi nối âm cực K và dương cực A với nguồn điện có hiệu điện thế cao, từ âm cực
phát ra một chùm điện tử chuyển động nhanh. Đập vào đối âm cực AK làm bằng
kim loại có ngun tử lượng lớn (bạch kim hoặc vonfram) chùm điện tử bị hãm lại
đột ngột; và AK phát ra tia Rơnghen.
Tia Rơnghen có khả năng xun qua màn chắn sáng thơng thường, làm
huỳnh quang nhiều chất, có tác dụng làm đen phim ảnh v.v
Đối với cơ thể sinh vật tia Rơnghen xun qua thịt dễ hơn xương, xun qua
những chỗ thương tổn cũng khác chỗ lành lặn. Đặt phía sau bộ phận bị chiếu tia
Rơnghen một nàm chắn có phủ chất hùynh quang như kẽm sunfua, ta sẽ phát hiện
được những chỗ tổn thương của bộ phận này. Cơng việc như vậy gọi là “chiếu
điện”. Nếu thay màn chắn huỳnh quang bằng một phim ảnh, ta sẽ chụp được vết
thương trên cơ thể đó (chụp điện). Chiếu điện, chụp điện nhằm mục đích chuẩn
đốn bệnh, xác định vị trí những vật lạ chui vào cơ thể (mảnh bom, đạn v.v ), hoặc
vị trí tổn thương vì những ngun nhân khác. Chiếu điện còn có thể phát hiện
những chỗ rạn nứt trong các chi tiết máy.
Nhìn chung, tia Rơnghen sử dụng rất nhiều trong y học và cơng nghiệp.

19. “TẮM ĐIỆN” LÀ THẾ NÀO? TẮM ĐIỆN CĨ TÁC DỤNG GÌ?

Tắm điện là phơi mình dưới ánh đèn giàu tia tử ngoại. Tia tử ngoại có tác
dụng tổng hợp sinh tố D cần thiết cho cấu tạo xương và có tác dụng diệt một số
nấm. Vì thế trẻ em còi xương hoặc người mắc bệnh nắm ngồi da thường được điều
trị bằng phương pháp "tắm điện”.
Mặc dầu khí quyển hấp thụ rất nhiều tia tử ngoại, nhưng trong ánh nắng vẫn
còn ít nhiều tia này. Do đó, “tắm nắng” cũng là một biện pháp chống còi xương.

20. “MA TRƠI” LÀ GÌ?

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 20 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
Những đêm tối trời, khơ ráo, trên các bãi tha ma thường xuất hiện những
khối sáng xanh chập chờn trong gió.
Hiện tượng này được những người mê tín gọi là “ma trơi”. Chúng ta biết,
một số phản ứng hố học, nhất là những phản ứng ơxy hố thường kèm theo sự
phát quang. Chất hố phát quang “cổ điển” nhất là chất lân tinh (phốt pho) mà
người ta đã phát hiện từ 1669.
Ở các bãi tha ma, phốt pho, từ các hài cốt bốc ra thành hơi qua kẽ đất bay
lên, phản ứng với ơxy trong khơng khí tạo thành những khối sáng xanh chập chờn
trong gió. Đó chính là bản chất của “ma trơi”.
Hiện tượng hơi phốt pho phát quang trong khơng khí còn nhiều trường hợp
kì lạ nữa. Giracđin kể rằng (1861) những lúc chập tối, sau một ngày lao động trong
một mơi trường đầy hơi phốt pho, những người thợ ra về với những hơi thở xanh lè
trong bóng tối. Họ đã chứa đầy trong bụng, trong phổi hơi phốt pho. Magenđi cũng
đã thử tiêm dầu phốt pho cho một con chó và nhận thấy trong hơi thở của nó có ánh
sáng xanh trong bóng tối.

21. VÌ SAO CĨ MỘT SỐ CÁ CHẾT BỊ SĨNG BIỂN HẮT LÊN BỜ LẠI PHÁT QUANG
TRONG ĐÊM TỐI?

Con đơm đốm quen thuộc trong những đêm hè ở nơng thơn nước ta là loại
sinh vật có khả năng phát quang trong đêm tối. Nếu đom đốm chết, khả năng phát
quang của nó cũng mất. Hiện tượng phát quang này liên quang đến q trình sống
của sinh vật. Đó là hiện tượng phát quang sinh vật.
Nhưng những con cá chết trên bờ biển phát quang và những người đánh cá
cho biết chúng khơng phát quang khi còn sống. Nhưng khi chúng đã chết, có một
loại quang vi khuẩn bắt đầu sinh sống và phát triển trong cơ thể gần thối rữa của
chúng làm cho ta tưởng cá phát quang.
Chính do những quang vi khuẩn mà một số thịt, rau, xác người chết thối rữa

cũng phát ánh sáng xanh. Cũng do vi khuẩn mà đơi khi mồ hơi, nước tiểu, những
vết thương cũng phát ánh sáng xanh trong đêm tối.

22. NGƯỜI TA LÀM THẾ NÀO ĐỂ KIM VÀ CHỮ SỐ Ở MẶT ĐỒNG HỒ CĨ THỂ
PHÁT SÁNG TRONG ĐÊM TỐI?

Một số tinh thể như tinh thể kẽm sunfua, kẽm silicat hoặc kẽm catmi có tính
chất phát quang rất mạnh khi bị kích thích bằng ánh sáng có bước sóng ngắn như
tia tử ngoại, tia X (tia rơnghen) v.v
Áp dụng hiện tượng trên, người ta phủ lên mặt kim và chữ số của đồng hồ
một lớp kẽm sunfua hoặc kẽm catmi trộn lẫn một lượng rất nhỏ chất phóng xạ như
muối rađi hoặc muối mêsơtơri. Nhờ tia phóng xạ (trong đó có tia γ bước sóng rất
ngắn) kẽm sunfua bị kích thích và phát ánh sáng lục rất rõ trong đêm tối. Sau một
thời gian chất phóng xạ rã hết, tia phóng xạ tắt, kim và chữ số đồng hồ cũng hết
sáng.
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 21 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
Lượng chất phóng xạ pha thêm phải rất nhỏ, dưới mức gây nguy hiểm.

23. VÌ SAO ÁNH SÁNG ĐÈN ỐNG LẠI TỎA RA TỪ LỚP CHẤT MÀU TRẮNG PHỦ Ở
THÀNH ỐNG?

Đèn ống thường dùng là đèn chứa hơi thuỷ ngân. Khi xảy ra hiện tượng
phóng điện, hơi thuỷ ngân phát sáng và cho một quang phổ giàu tia tử ngoại.
Những tia tử ngoại này sẽ bị thuỷ tinh hấp thụ gần hết, vả chăng chúng cũng khơng
có tác dụng trong sự chiếu sáng. Phải làm thế nào để biến đổi tia tử ngoại này thành
ánh sáng nhìn thấy. Người ta phủ kín mặt trong của ống bằng lớp chất huỳnh
quang. Khi bị tia tử ngoại tác dụng chất này sẽ phát quang cho ánh sáng nhìn thấy.

Do đó ta thấy ánh sáng đèn ống tỏa ra từ khắp bề mặt của ống.
Hình vẽ giải thích sự phát sáng của đèn ống.








Chú thích : 1. Điện tử phát ra từ điện cực chuyển động với vận tốc
lớn cho tới khi đập vào một ngun tử thuỷ ngân.
2. Sự va chạm làm bật ngun tử của thuỷ ngân ra khỏi
quỹ đạo bình thường. Khi trở về quỹ đạo cũ ngun tử phát xạ tử ngoại.
3. Bức xạ tử ngoại tác dụng vào chất huỳnh quang ở thành ống làm chất huỳnh quang phát ra ánh
sáng nhìn thấy.

Tuỳ theo chất huỳnh quang ta có thể thu được ánh sáng màu sắc khác nhau.
Kẽm silicat phát quang màu lục
Cađimi-borat phát quang màu hồng
Cađimi-silicat phát quang màu đỏ
Magiê-tungxtat phát quang lam nhạt
Canxi-tungxtat phát quang lam
Màu sắc ánh sáng huỳnh quang còn có thể thay đổi nếu pha thêm một lượng
nhỏ chất kích hoạt. Chẳng hạn kẽm-silicat kích hoạt bằng mangan sẽ cho màu
huỳnh quang từ lục đến vàng nếu nồng độ mangan tăng dần.
Người ta có thể pha trộn những chất huỳnh quang trên (theo ngun tắc trộn
màu ánh sáng) để được những đèn ống đủ loại màu sắc, kể cả màu trắng ứng với
ánh sáng ban ngày.

24. VÌ SAO DÂY TĨC ĐÈN ĐIỆN PHẢI LÀM BẰNG THAN HOẶC VONFRAM ?

Dây tóc nhờ dòng điện nung nóng sẽ bức xạ ánh sáng. Để làm dây tóc đèn
cần chọn chất rắn nào bức xạ mạnh nhất khi nung nóng, đồng thời có điểm nóng
chảy cao. Người ta thấy rằng, ở cùng một nhiệt độ nung, vật càng đen càng bức xạ
mạnh ; vật đen tuyệt đối bức xạ mạnh nhất. Trong thực tế những vật đen tuyệt đối
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 22 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
rất hiếm. Than, mồ hóng, bột bạch kim chỉ là những vật xám. Dùng những vật xám
này làm dây tóc đèn cũng tốt. Khi chưa tìm được kim loại có nhiệt độ nóng chảy
cao như vonfram, tantali, ơtxmi người ta đã dùng than làm dây tóc đèn điện.
Nhược điểm của bóng đèn điện dây than là ở nhiệt độ cao q 2000
0
K, than
sẽ bốc hơi mạnh và phủ đen bóng thuỷ tinh. Do đó, dùng than làm dây tóc, người ta
chỉ chế tạo được loại bóng điện cơng suất nhỏ. Nhược điểm thứ hai là do nhiệt độ
nung thấp, phần lớn năng lượng bức xạ ở vùng hồng ngoại. Đối với vật đen, phải
nung tới 6000
0
K mới có bứcc xạ mạnh nhất ở vùng vàng lục. Đó là trường hợp Mặt
Trời. Đèn sợi than, có nhiệt độ cỡ 2000
0
K chỉ cho ánh sáng ngả nhiều về màu đỏ.
Những kim loại hoặc ơxyt kim loại thường có tính bức xạ lọc lựa. Đối với chúng,
năng suất phát xạ (hoặc hấp thụ) phụ thuộc vào bước sóng. Vonfram có nhiệt độ
nóng chảy cao nhất trong các kim loại, khi nung nóng tới nhiệt độ 2000
0
K nó có

năng suất phát xạ ở vùng ánh sáng nhìn thấy lớn hơn ở vùng hồng ngoại nhiều. Ở
cùng một nhiệt độ, bức xạ của vonfram tương đối ít đỏ hơn bức xạ của than (hoặc
các vật xám). Vì những lý do đó, vonfram được dùng phổ biến làm dây tóc đèn
điện hiện nay.

25. VÌ SAO DÂY TĨC ĐÈN ĐIỆN PHẢI QUẤN XOẮN ỐC ?

Hiệu suất của đèn điện dây tóc tăng theo nhiệt độ của dây tóc. Trong bóng
đèn chân khơng điện năng tiêu thụ hầu như cân bằng với năng lượng bức xạ.
Nhưng trong các bóng đèn có khí trơ thường dùng hiện nay, một phần quan trọng
điện năng bị mất đi dưới dạng nhiệt do dòng đối lưu của chất khí trong ống.
Theo Langmuya, một trong những những người phát minh đèn điện có khí
trơ, thì sự mất mát nhiệt của sợi dây nung nóng tăng chủ yếu theo chiều dài và tăng
rất ít theo đường kính nung nóng cuả nó. Quấn xoắn ốc dây tóc, đường kính nung
nóng của nó dường như to ra cò chiều dài thì giảm đi. Người ta đã tính rằng, khi
chiều dài của dây quấn xoắn ốc bằng 1/6 chiều dài khi dây duỗi thẳng, sự mất mát
nhiệt do đối lưu giảm đi từ 10 đến 20%.
Một điểm khác cũng quan trọng, là khi quấn dây tóc xoắn ốc, độ sáng của
phần bên trong các vòng dây sáng gấp đơi độ sáng bên ngồi, vì ở bên trong, ngồi
ánh sáng do chính sợi dây phát ra còn có ánh sáng phản xạ từ phần đối diện. Có thể
nói phần bên trong các vòng dây bức xạ như một vật đen. Do đó hiệu suất phát
sáng tăng lên.
Để tăng hiệu suất thêm nữa, người ta còn quấn hai lần xoắn ốc.

26. HAI BĨNG ĐIỆN CÙNG MỘT CƠNG SUẤT CĨ CƯỜNG ĐỘ SÁNG BẰNG NHAU
HAY KHƠNG ?

Đèn ống huỳnh quang có hiệu suất lớn gấp vài lần (3-5lần) đèn dây tóc,
nghĩa là khi tiêu thụ cùng một cơng suất điện như đèn dây tóc, thì phát ánh sáng
nhiều gấp bấy nhiêu lần. Đèn điện dây than có cường độ sáng chỉ bằng 1/3 cường

Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 23 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
độ sáng của đèn dây tóc kim loại cùng một cơng suất. Đèn dây tóc vonfram chứa
khí trơ có cường độ sáng gần gấp đơi đèn khơng chứa khí, cùng cơng suất.
Nhưng hai đèn cùng dùng dây tóc vonfram, chứa cùng một khí trơ, dưới
cùng một áp suất, cũng có cường độ sáng khác nhau khi tiêu thụ cùng một cơng
suất điện, dưới hai hiệu điện thế khác nhau.
Khi hiệu điện thế tăng gấp đơi, chẳng hạn từ 110 vơn lên 220 vơn, muốn giữ
ngun cơng suất của đèn phải tăng điện trở của đèn lên gấp bốn lần, đồng thời
giảm một nửa cường độ của đèn. Tăng điện trở của dây, phải làm cho dây nhỏ đi.
Nhưng nếu dây nhỏ mà nhiệt độ của dây vẫn như cũ, thì dây chóng đứt. Để cho đèn
vẫn bền như cũ, phải cho nhiệt độ dây thấp hơn, tức là làm cho cường độ sáng của
đèn nhỏ hơn. Vậy đứng về phương diện thắp sáng, đèn hoạt động dưới hiệu điện
thế thấp lại có hiệu suất cao hơn (tức là phát được nhiều ánh sáng, và ánh sáng
trắng hơn) đèn hoạt động dưới hiệu điện thế cao. Điều này thấy đặc biệt rõ, đối với
đèn cơng suất nhỏ (dưới 50ốt). Vì vậy trong các dụng cụ quang học, như kính hiển
vi, đèn chiếu v.v người ta thường dùng đèn 6 vơn, 12 vơn.

27. VÌ SAO MẮC MỘT NGỌN ĐÈN Ở GIỮA SÂN ĐỂ ĐỌC SÁCH TA THẤY KÉM
SÁNG HƠN KHI NGỒI ĐỌC SÁCH TRONG PHỊNG VỚI CÙNG NGỌN ĐÈN ẤY MẶC
DẦU KHOẢNG CÁCH GIỮA ĐÈN VÀ SÁCH NHƯ NHAU ?

Muốn đọc sách ta phải bảo đảm một độ rọi cần thiết. (Độ rọi cần thiết để đọc
sách khoảng 30 lux). Thắp đèn ở ngồi sân để đọc sách thì độ rọi của đèn chỉ do
ánh sáng từ đèn trực tiếp chiếu tới. Nếu thắp đèn trong nhà, thì ngồi ánh sáng trực
tiếp từ đèn, còn ánh sáng tán xạ từ trần nhà, tường cũng ” rọi ” tới trang sách. Do
đó, độ rọi lớn hơn mặc dầu cường độ sáng của ngọn đèn, khoảng cách từ đèn tới
trang sách như nhau.

Chính vì vậy trần nhà thường được qt vơi trắng để tán xạ ánh sáng tốt hơn,
tức là để làm tăng độ rọi trong phòng. Còn tường nhà thường được qt vơi vàng
hoặc lục nhạt để tán xạ ánh sáng vàng, lục dịu mắt (mắt ta dễ nhạy cảm với ánh
sáng vàng hoặc lục nhạt)

28. DÙNG BĨNG ĐIỆN MỜ CĨ LỢI GÌ HƠN BĨNG TRONG SUỐT ?

Dùng đèn điện có bóng thuỷ tinh trong suốt có hai điều bất tiện :
1. Dây tóc bóng đèn có độ chói lớn, khi sử dụng phải treo cao hoặc phải dùng chao
đèn che khuất dây tóc.
2. Nếu ta nhìn vào mặt được rọi sáng, chẳng hạn trang sách, trong ánh sáng tán xạ
từ trang sách có một phần ánh sáng tán xạ cho ảnh biến dạng của dây tóc và làm lóa
mắt, khó đọc sách.
Ngược lại đối với bóng đèn mờ, ánh sáng như toả ra từ khắp mặt ngồi của
bóng, độ chói của nguồn giảm đi rất nhiều, nhìn thẳng vào bóng đèn ít bị lóa. Mặc
khác dưới ánh sáng tán xạ của bóng điện mờ các vật phản xạ ít hơn, đọc sách dễ
chịu hơn.
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 24 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
Tuy nhiên trong phòng khách ở các khách sạn, phòng đợi ở các nhà ga, sân
bay, ngồi các bóng đèn mờ, hoặc đèn ống huỳnh quang, người ta vẫn thường thắp
thêm một số bóng đèn dây tóc, vì, chỉ dưới ánh sáng đèn điện dây tóc, kim cương,
hột xồn, mặt đá trên nữ trang của các bà, các chị mới lấp lánh mạnh.

29. VÌ SAO CÁC VẬT CĨ MÀU SẮC?

Màu sắc của một vật khơng trong suốt là màu của ánh sáng mà vật phản xạ
và tán xạ. Màu của vật trong suốt là màu của ánh sáng mà vật cho truyền qua. Vì

vậy, màu sắc của một vật vừa phụ thuộc vật, vừa phụ thuộc nguồn sáng chiếu sáng
vật. Ở đây, chúng ta nói về màu sắc các vật được chiều bằng ánh sáng trắng. Nếu
phản xạ và tán xạ đồng đều và mạnh tất cả các màu trong quang phổ của ánh sáng
trắng, thì vật có màu trắng.
Nếu hấp thụ hầu hết và đồng đều các màu của ánh sáng trắng, thì vật có màu
đen.
Vật trong suốt cho tất cả ánh sáng truyền qua là vật khơng màu. Thí dụ:
nước, khơng khí, cồn. Vật phản xạ và tán xạ màu đỏ và hấp thụ hết tất cả các màu
khác sẽ có màu đỏ.
Thủy tinh hấp thụ tất cả các màu trừ màu lam sẽ có màu lam.
Cũng có vật phản xạ, tán xạ một số màu và cho truyền qua một số màu khác.
Khi nhìn vật đó qua ánh sáng phản xạ và tán xạ, thì nó có một màu nào đó; nhưng
nhìn trong ánh sáng truyền qua lại thấy nó có màu khác. Chẳng hạn một lá vàng rất
mỏng, có màu vàng khi nhìn trong ánh sáng phản xạ, nhưng soi lên lại thấy nó có
màu lục.
Màu sắc của vật trong suốt cũng phụ thuộc vào bề dày của nó. Ta thường
thấy nước dưới ao, hồ sâu có màu lục, nhưng để một cốc nước hồ riêng biệt thì thấy
nó trong suốt. Ánh sáng ban ngày truyền qua nước tới một độ sâu nào đó mới phản
xạ lại. Nước lại hấp thụ ánh sáng có bước sóng dài nhiều hơn ánh sáng có bước
sóng ngắn, truyền càng sâu xuống nước ánh sáng trắng càng mất nhiều màu đỏ và
vàng. Do đó, nhìn xuống hồ ta thấy nước có màu lục.

30. CĂN CỨ VÀO MÀU CỦA NGỌN LỬA, CĨ THỂ ĐỐN NHẬN TRONG CHẤT
ĐANG CHÁY CĨ NGUN TỐ GÌ KHƠNG ?

Chất hơi khi phát sáng thì cho quang phổ vạch, nghĩa là ánh sáng của nó chỉ
gồm một số màu, ứng với những bước sóng xác định.
Bỏ vài hạt muối ăn vào ngọn lửa đèn cồn, ta thấy ngọn lửa có màu vàng đặc
biệt. Quan sát ánh sáng vàng đó qua một kính quang phổ, ta thấy trên quang phổ có
một vạch màu vàng, ở vị trí ứng với bước sóng 0,589µm.

Khí hyđrơ chứa trong một ống kín, ở áp suất vài milimet thuỷ ngân cũng phát
sáng một cách dễ dàng, nếu ta gắn sẵn ở hai đầu ống hai điện cực, và nối hai cực
này với một nguồn điện vài nghìn vơn. Khi đó hyđrơ phát ánh sáng màu lam nhạt
Trường THPT Pleiku - Tổ Vật lý Đề tài “Giải thích đònh tính các hiện
tượng Quang học”

Page 25 of 27 Created by Nguyen Van Hoanh
gần như trắng. Quan sát ánh sáng ấy qua kính quang phổ, ta thấy có bốn vạch : Đỏ,
lam, chàm, tím.
Các chất khí như ơxy, nitơ, hêli, khí cacbơnic, hoặc hơi nước, hơi kim loại
v.v khi phát sáng đều cho một quang phổ gồm nhiều vạch riêng biệt. Điều rất đặt
biệt là vạch quang phổ của các ngun tố khác nhau là khác nhau, và vạch quang
phổ của một ngun tố xác định là hồn tồn khơng đổi, dù ngun tố ấy hố hợp
với bất kỳ ngun tố nào khác. Chẳng hạn, sut, cacbơnat natri, muối ăn, khi nóng
sáng bao giờ cũng cho vạch quang phổ màu vàng đặc trưng cho ngun tố natri. Vì
vậy muốn biết trong một chất có những ngun tố gì, ta có thể đốt cho chất đó nóng
sáng, và quan sát ngọn lửa qua một kính quang phổ : nhìn các vạch phổ, có thể biết,
ngun tố nào đã phát ra vạch ấy. Đó là cơ sở của phép phân tích quang phổ, một
trong các phương pháp quan trọng nhất.
Nếu chất phải phân tích chỉ chứa một, hai ngun tố, thì nhiều khi chỉ cần
nhìn màu sắc ngọn lửa, người có kinh nghiệm cũng đốn nhận được, đó là ngun
tố gì./.







PHẦN III: KẾT LUẬN

Trong điều kiện lịch sử mới, nếu lạc hậu, thiếu những tri thức văn hố khoa
học tối thiểu, thì có thể bị bưng bít bởi các thứ khoa học giả dối, ngụy tạo, rơi vào
con đường mê tín, mù qng. Một số hiện tượng Quang học trong đề tài đã được
khoa học giải thích chính xác, giúp ta có thể hiểu đúng bản chất các hiện tượng xảy
ra trong tự nhiên và ứng dụng để giải thích các hiện tượng Quang học tương tự.
Với những kiến thức vốn có và tiếp thu được trong q trình giảng dạy tơi đã
cố gắng trình bày tương đối hồn chỉnh cơ sở lý thuyết đề tài.
Do còn thiếu kinh nghiệm và khả năng có hạn, nên chắc chắn đề tài khơng
tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của q thầy,
cơ giáo. Và hy vọng rằng, đề tài này sẽ là tài liệu giúp các em học sinh u thích
mơn Vật lý nói chung và phần Quang học nói riêng./.

Pleiku, ngày 27 tháng 3 năm 2007
Người thực hiện