1 số thí nghiệm về quang học và thị giác

Điều hành viên: Giáo viên

1 số thí nghiệm về quang học và thị giác

Bài viết chưa xemgửi bởi success » Thứ 5 Tháng 3 27, 2008 2:55 pm

Đang đọc quyển Những con đường của ánh sáng (1 tác phẩm được giải thưởng Moron của nhà thiên văn học Trịnh Xuân Thuận), Sc thấy có nhiều chi tiết rất thú vị về ánh sáng và bóng tối. Xin nêu 1 vài thí nghiệm (để chứng minh 1 quy luật quang học nào đó) các tiền bối đã làm trong quá trình tìm hiểu ánh sáng mà sách đã dẫn. Trong đó, có 1 số "thí nghiệm" có thể dễ dàng thực hiện và kiểm chứng rất đơn giản. Do không biết chương trình phổ thông được và không được học những gì, Sc cứ nêu lại sơ lược các thí nghiệm đó:

1. Ánh sáng được lan truyền theo đường thẳng.


_ Được cho là 1 quan điểm đúng đắn của người Hi Lạp cổ, với tình yêu hình học 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 sát ánh Mặt trời xuyên qua các đám mây sau cơn giông.

=> Điều này là cơ sở cho những khám phá sâu hơn về các quy luật quang học.

2. Ta nhìn được là nhờ ánh sáng từ vật lọt vào mắt chứ không có ánh sáng 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 giả của 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 nhận từ 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 chiếu sáng.
+ Mắt nhìn Mặt trời thấy chói.
+ Mắt nhìn 1 vật ngoài sáng, sau đó đi vào trong bóng râm: hình ảnh về vật chất vẫn còn đọng lại vài giây trước mắt ta (cũng chứng minh hiện tượng lưu ảnh của thị giác).

=> Điều này giúp hiểu rõ hơn về 1 số quy luật quang học.

3. "Mặt nón thị giác" hay phạm vi mắt có thể nhìn thấy (thị trường):


_ Euclide (nhà toán học người Hi Lạp, khoảng 300 tr. CN) là một tượng đài trí tuệ hùng vĩ tới mức các bài viết và những chứng minh các định lý hình học của ông được chấp nhận hoàn toàn trong suốt 20 thế kỷ sau. Ông đã chấp nhận lý thuyết "tia thị giác" của Empédocle 1 cách tự nhiên để ứng với các định lý hình học, rằng tập hợp các "tia thị giác" chứa trong 1 hình nón mà đỉnh của nó là tâm của mắt và đáy là phạm vi nhìn thấy của mắt.

_ Thí nghiệm:
+ Không cần cử động mắt vẫn có thể nhìn thấy nhiều từ cùng lúc trên bảng, các từ ở xa thì mờ nhòe hơn.
+ Cái cây ở xa thì trông nhỏ hơn cái cây ở gần, dù chúng có kích thước tương tự.
+ 1 vòng tròn nằm trong cùng 1 mặt phẳng với mắt lại nhìn giống 1 đường thẳng.

=> Quan niệm "Mặt nón thị giác" đã đóng 1 vai trò quyết định trong sự phát triển của các ý tưởng trong quang học, khi lần đầu tiên các thực thể trừu tượng xuất phát từ trí tưởng tượng của con người, như đường thẳng, tam giác hay vòng tròn, được sử dụng để làm sáng tỏ 1 tình huống thực tế: mắt, ánh sáng và thị giác.

4. Sự khúc xạ và phản xạ (ánh sáng): Xem hình kèm theo bên dưới.

Trong cuốn Quang học, Claude Ptolémée (nhà thiên văn học người Hi Lạp, khoảng 100 - 178), nổi tiếng với thuyết Địa tâm, miêu tả thí nghiệm đã từng được Euclide nhắc đến về hiện tượng khúc xạ:

+ Bước 1 (H1):
_ Đặt 1 cái bát to lên bàn và thả xuống đáy bát 1 đồng xu.
_ Ngồi ở tư thế sao cho không nhổm người lên thì không thể nhìn thấy đồng xu.

=> Điều này đồng thời lý thành bát đã che khuất ánh sáng phản chiếu từ đồng xu (theo đường thẳng đến mắt), dù nó đã lọt vào "mặt nón thị giác".

+ Bước 2 (H2):
_ Đổ nước từ từ vào trong bát.
_ Mực nước tăng lên đến khi bạn nhìn thấy đồng xu hiện ra mà vẫn không nhổm người lên.

=> Nhờ khúc xạ áng sáng: khi có nước, các tia sáng bị lệch về phía đáy và đi vào mắt nên bạn có thể nhìn thấy đồng xu.

+ Bước 3 (H3): Thí nghiệm chứng tỏ góc tới bằng góc phản xạ (Sc thêm vào, thực ra chưa làm thí nghiệm, nhờ các bạn kiểm chứng cho!)
_ Nhờ 1 người đứng đối diện (qua bát nước) và quan sát đồng xu dưới nước theo đúng như bạn đã làm (nghĩa là góc nhìn 2 người đến đồng xu là như nhau).
_ Lấy 1 tấm màn ngăn cách sao cho 2 người không nhìn thấy mặt nhau.
_ Đặt 1 cái gương nhỏ vào đúng vị trí của đồng xu trong bát, 2 người sẽ nhìn thấy mặt.

=> Góc tới (tạo bởi tia tới và tia pháp tuyến của gương) bằng góc phản xạ vì nếu lệch đi thì hoặc người này chỉ nhìn thấy cạnh bát, hoặc họ chỉ nhìn thấy những gì trên phía đầu người đối diện.

--------------------------
Tạm thời như vậy đã, các bài sau Sc sẽ trình bày tiếp 1 vài thí nghiệm mà các nhà khoa học đã từng làm, trên con đường tìm hiểu và khám phá về các quy luật ánh sáng, mắt và thị giác, mà sách đã nêu.

_ Trung tâm thị giác là võng mạc, chứ không phải thủy tinh thể.
_ Ảnh ảo đi vào mắt người bị đảo ngược.
_ Xảy ra khúc xạ khi ánh sáng lọt vào mắt.
_ Thị giác được tạo ra cả trong mắt và trong não.
_ Cơ chế tri giác của não bộ về khoảng cách và màu sắc.
_ Ánh sáng có vận tốc hữu hạn, rất lớn chứ không phải vô cùng.
_ Các thí nghiệm về chiết suất (chiết quang), ảnh hưởng đến vận tốc ánh sáng.
_ Vận tốc của sóng bằng truyền phụ thuộc vào sức căng và khối lượng của môi trường truyền.
_ Ánh sáng không chỉ bị lan truyền (thẳng), khúc xạ và phản xạ mà còn bị nhiễu xạ.
_ Ánh sáng trắng là tổng hợp của các màu.
_ Ánh sáng vừa có tính sóng, vừa có tính hạt.
......... (chưa đọc đến)............... ~.~

--------------- Hình kèm thí nghiệm cho khúc xạ và phản xạ----------------------
Bạn không được cấp phép để xem tập tin đính kèm trong bài viết này.
Sửa lần cuối bởi success vào ngày Thứ 5 Tháng 3 27, 2008 4:21 pm với 2 lần sửa trong tổng số.
Nguyên nhân: Quên kèm hình thí nghiệm
Liệu cơm gắp mắm!

Lịch sự tí đi nhé! Không thấy đang bận chữa cháy sao mà còn xin chữ ký!? Xùy xùy...
*************************
Hình đại diện của thành viên
success
polite man
polite man
 
Bài viết: 861
Ngày tham gia: Thứ 7 Tháng 1 06, 2007 4:19 pm
Đến từ: HCMC

Quay về Thí nghiệm vật lý

Ai đang trực tuyến?

Đang xem chuyên mục này: Không có thành viên nào đang trực tuyến1 khách