Bài tập Ánh sáng, tia sáng có đáp án

Để chứng tỏ ánh sáng là một dạng năng lượng ta chứng tỏ rằng năng lượng ánh sáng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác hoặc truyền năng lượng sang vật khác.

Ví dụ: Năng lượng ánh sáng có thể chuyển hóa thành nhiệt năng làm các vật nóng lên.

Rán trứng ngoài trời nắng mùa hè

- Khi chưa bật nguồn sáng, đèn LED không sáng vì trong mạch không có dòng điện.

- Khi bật nguồn sáng, đèn LED sáng vì lúc này pin mặt trời nhận được ánh sáng từ nguồn sáng, pin mặt trời chuyển hóa năng lượng của ánh sáng thành điện năng và cung cấp dòng điện cho mạch.

Nếu thay đèn LED bằng mô tơ nhỏ gắn cánh quạt thì cánh quạt quay vì lúc này trong mạch có dòng điện.

Trong hình trên, năng lượng ánh sáng mặt trời đã chuyển hóa thành dạng năng lượng nhiệt (nhiệt năng).

Ví dụ cho thấy năng lượng ánh sáng mặt trời có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác:

- Năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển hóa thành điện năng qua các pin mặt trời.

- Năng lượng ánh sáng đã chuyển hóa thành năng lượng nhiệt làm các vật kim loại để ngoài trời nắng bị nóng lên.

Chùm sáng trong Hình 15.2b có đặc điểm: chùm sáng loe rộng ra ngoài.

Chùm sáng trong Hình 15.2c có đặc điểm: chùm sáng song song.

Chùm sáng trên mặt giấy là chùm sáng hẹp có đường truyền thẳng.

- Vùng không gian phía sau vật cản không nhận được ánh sáng trực tiếp từ nguồn sáng nên ta thấy nó có màu đen (vùng tối).

- Bóng tối của quả bóng trên màn chắn có dạng mặt cắt dọc của quả bóng (hình tròn hoặc gần tròn tùy vào vị trí của đèn pin và quả bóng) và có kích thước to hơn quả bóng thực tế.

Ta thực hiện vẽ như sau:

Từ điểm sáng S, lần lượt vẽ các tia sáng tới:

- Tia SB, đi qua mép B của chiếc hộp, cắt mặt đất tại điểm B’.

- Tia SC, đi qua mép C của chiếc hộp, cắt mặt đất tại điểm C’.

Hình dưới, vùng phía sau vật cản không nhận được ánh sáng trực tiếp từ nguồn sáng là vùng tối.

Trên hình 15.6b có:

- Vùng tối là (b).

- Vùng nửa tối là (a) và (c).

a) Khi thay đổi khoảng cách giữa bàn tay và tường thì bóng trên tường cũng thay đổi độ lớn. Nếu khoảng cách giữa bàn tay và tường càng lớn (tức là bàn tay gần đèn hơn so với tường) thì bóng trên tường càng lớn và ngược lại.

b) Có thể tạo bóng trên tường như vậy vì khi đặt bàn tay phía sau nguồn sáng thì bàn tay là vật cản sáng, vùng phía sau vật cản sẽ là vùng tối và như vậy có thể tạo bóng trên tường theo hình của bàn tay.

Một số ví dụ cho thấy năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành:

a) điện năng

Năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành điện năng trong Pin mặt trời.

b) nhiệt năng

+ Năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành nhiệt năng trong bếp năng lượng mặt trời.

+ Năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành nhiệt năng trong bình nước nóng năng lượng mặt trời.

c) động năng

Năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành động năng trong xe chạy bằng năng lượng mặt trời.

Thực hiện vẽ các tia sáng như sau:

Từ nguồn sáng S (bóng đèn pin), lần lượt vẽ các tia sáng tới:

- Tia SA, đi qua mép A của quả bóng, cắt màn chắn tại điểm M.

- Tia SB, đi qua mép B của quả bóng, cắt màn chắn tại điểm N.

Vùng phía sau quả bóng không nhận được ánh sáng là vùng tối.