Trả lời nhanh
Bài 15 gồm ba ý chính: (1) ánh sáng mang năng lượng, gọi là quang năng, và có thể biến thành điện năng, nhiệt năng, động năng…; (2) chùm sáng gồm nhiều tia sáng, có chùm song song, hội tụ, phân kì; (3) vật cản chặn ánh sáng tạo ra vùng tối (không nhận ánh sáng) và vùng nửa tối (nhận một phần ánh sáng từ nguồn). Ở Hình 15.6b, vùng (b) là vùng tối, vùng (a) và (c) là vùng nửa tối.
Kiến thức cần nhớ trước khi làm bài
Muốn trả lời nhanh các câu hỏi trong bài, em chỉ cần nắm chắc ba nhóm kiến thức dưới đây.
- Năng lượng ánh sáng (quang năng): ánh sáng chiếu vào vật thì truyền năng lượng cho vật. Năng lượng này có thể chuyển hoá: quang năng → điện năng (pin mặt trời), quang năng → nhiệt năng (vật phơi nắng nóng lên), quang năng → hoá năng (quang hợp ở lá cây).
- Tia sáng và chùm sáng: tia sáng là đường truyền của ánh sáng, được biểu diễn bằng một đường thẳng có mũi tên chỉ hướng. Nhiều tia sáng hợp lại thành chùm sáng.
- Bóng tối và bóng nửa tối: ánh sáng truyền theo đường thẳng nên khi gặp vật cản không trong suốt, phía sau vật cản có vùng không nhận được ánh sáng.
Ba loại chùm sáng thường gặp
Khi nhìn hình trong sách, em hãy xem các tia sáng đi như thế nào: song song, cùng đi về một điểm hay toả ra từ một điểm.
| Loại chùm sáng | Đặc điểm các tia | Ví dụ thường gặp |
|---|---|---|
| Song song | Các tia không giao nhau, đi cạnh nhau | Chùm sáng hẹp của bút laser, ánh nắng chiếu qua khe hẹp |
| Hội tụ | Các tia gặp nhau tại một điểm | Ánh sáng sau khi đi qua kính lúp |
| Phân kì | Các tia toả rộng ra xa dần nhau | Ánh sáng từ bóng đèn nhỏ chiếu ra xung quanh |
1. Năng lượng ánh sáng – Lời giải trang 78
Câu hỏi thảo luận 1 (trang 78)
Đề: Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra với đèn LED khi chưa bật nguồn sáng và khi bật nguồn sáng.
- Chưa bật nguồn sáng: đèn LED không sáng.
- Bật nguồn sáng: sau một thời gian ngắn, đèn LED sáng lên.
Giải thích: tấm pin mặt trời hoạt động như một nguồn điện nhỏ nối với đèn LED. Khi không có ánh sáng chiếu tới, pin không tạo ra điện nên đèn không sáng. Khi nguồn sáng chiếu vào pin, quang năng chuyển hoá thành điện năng, điện năng này làm đèn LED phát sáng.
Câu hỏi thảo luận 2 (trang 78)
Đề: Nếu thay đèn LED bằng mô tơ nhỏ (3 W hoặc 6 W) gắn cánh quạt thì có hiện tượng gì?
Trả lời: cánh quạt quay khi chiếu sáng vào pin. Vì điện năng do pin tạo ra cung cấp cho mô tơ, mô tơ biến điện năng thành động năng làm cánh quạt quay. Chuỗi chuyển hoá là: quang năng → điện năng → động năng. Nếu nguồn sáng quá yếu hoặc pin bị che, cánh quạt quay chậm hoặc đứng yên.
Luyện tập (trang 78)
- Hình trong sách (dùng kính lúp hội tụ ánh nắng đốt giấy): năng lượng ánh sáng Mặt Trời (quang năng) chuyển hoá thành nhiệt năng, làm điểm trên tờ giấy nóng lên và bốc cháy.
- Ví dụ khác: tấm pin mặt trời trên mái nhà biến quang năng thành điện năng; lá cây xanh hấp thụ ánh sáng để quang hợp, quang năng biến thành hoá năng tích trữ trong chất hữu cơ.
2. Chùm sáng và tia sáng – Lời giải trang 79
Câu hỏi thảo luận 3 (trang 79)
Mô tả chùm sáng ở Hình 15.2b và 15.2c: theo hình trong sách, Hình 15.2b là chùm sáng rộng, còn Hình 15.2c là chùm sáng hẹp gồm các tia gần như song song. Khi mô tả, em nên nói rõ chùm rộng hay hẹp và các tia song song, hội tụ hay phân kì.
Câu hỏi thảo luận 4 (trang 79)
Ở Hình 15.3, chùm sáng hẹp song song đi sát mặt tờ giấy nên trên giấy chỉ hiện ra một vết sáng dài, mảnh. Vết sáng thẳng cho thấy ánh sáng truyền theo đường thẳng trong môi trường trong suốt, đồng tính (ở đây là không khí).
3. Vùng tối và vùng nửa tối – Lời giải trang 80–81
Câu hỏi thảo luận 5 (trang 80)
Ở Hình 15.5a, nguồn sáng là đèn pin nhỏ. Vùng không gian phía sau quả bóng hoàn toàn tối, có dạng một khối mở rộng dần ra phía sau. Trên màn chắn, bóng tối của quả bóng có dạng hình tròn, vì quả bóng có dạng hình cầu nên hình chiếu của nó là hình tròn.
Luyện tập (trang 80)
Em vẽ theo các bước sau để giải thích bóng của chiếc hộp trên mặt đất:
- Từ nguồn sáng, kẻ tia sáng 1 (đã cho) đi sát mép trên của hộp.
- Kẻ thêm một tia sáng đi sát mép còn lại của hộp (phía bên kia) rồi kéo dài tới mặt đất.
- Phần mặt đất nằm giữa hai tia này nằm sau hộp, ánh sáng không tới được nên đó chính là bóng của hộp.
- Các tia nằm ngoài hai tia trên đi thẳng xuống mặt đất, nên chỗ đó được chiếu sáng.
Câu hỏi thảo luận 6 (trang 81)
Đáp án: vùng (b) là vùng tối; vùng (a) và (c) là vùng nửa tối.
Vì sao? Nguồn sáng ở Hình 15.6b là nguồn rộng. Vùng (b) nằm ở giữa, không một điểm nào của nguồn chiếu tới được nên hoàn toàn tối. Vùng (a), (c) nằm ở hai bên, một phần nguồn sáng chiếu tới được, một phần bị vật cản che, nên chỉ được chiếu sáng một phần.
Mẹo nhớ: vùng tối ở giữa, vùng nửa tối ở rìa. Hỏi “điểm này nhìn thấy bao nhiêu phần của nguồn sáng?”: thấy hết thì sáng, thấy một phần thì nửa tối, không thấy gì thì tối.
Vận dụng (trang 81)
a) Khi đưa bàn tay chắn chùm sáng của đèn bàn, trên tường xuất hiện bóng đen của bàn tay. Bàn tay càng xa tường (tức càng gần đèn) thì bóng càng lớn; bàn tay càng sát tường thì bóng càng nhỏ, gần bằng bàn tay và rõ nét. Nếu để ý kĩ, khi bàn tay xa tường, viền mờ (nửa tối) quanh bóng cũng rộng hơn.
b) Em tự thực hiện trò chơi tạo bóng theo gợi ý trong hình. Có thể tạo bóng vì tay (hoặc hình do tay tạo ra) chắn các tia sáng truyền thẳng từ đèn, phần tường phía sau không nhận được ánh sáng nên thành vùng tối có hình giống vật chắn.
Bài tập cuối bài (trang 81)
Bài 1
Nêu ví dụ cho thấy năng lượng ánh sáng được chuyển hoá thành:
- a) Điện năng: pin mặt trời cấp điện cho máy tính cầm tay, đèn đường năng lượng mặt trời, trạm phát điện mặt trời.
- b) Nhiệt năng: ánh nắng làm nóng nước trong bể ngoài trời; bình nước nóng năng lượng mặt trời; quần áo phơi nắng khô và ấm lên.
- c) Động năng: quạt mini chạy bằng pin mặt trời, xe đồ chơi dùng pin mặt trời. Lưu ý đây là chuyển hoá hai bước: quang năng → điện năng → động năng.
Bài 2
Vẽ các tia sáng từ bóng đèn pin để biểu diễn bóng tối của quả bóng trên màn chắn:
- Coi bóng đèn pin là một điểm sáng nhỏ. Từ điểm đó, vẽ hai tia sáng đi sát mép trên và mép dưới của quả bóng.
- Kéo dài hai tia này tới màn chắn, đánh dấu hai điểm gặp màn.
- Phần màn nằm giữa hai điểm đó là bóng tối của quả bóng (có hình tròn). Có thể tô đen phần này.
- Nhớ ghi mũi tên chỉ chiều truyền của ánh sáng, từ đèn tới màn.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm “tia sáng” với “chùm sáng”: tia sáng chỉ là một đường thẳng có hướng, chùm sáng gồm nhiều tia.
- Vẽ tia sáng không có mũi tên hoặc vẽ tia bị gấp khúc khi đi trong không khí.
- Tô bóng tối ở cả vùng được chiếu sáng; cần kẻ đúng hai tia sát mép vật cản.
- Cho rằng nguồn sáng nhỏ cũng tạo vùng nửa tối rõ rệt; thực tế vùng nửa tối chỉ rõ khi nguồn sáng rộng hoặc có nhiều nguồn.
- Quên rằng ví dụ pin mặt trời làm quạt quay có hai lần chuyển hoá năng lượng.
Luyện tập thêm (có đáp án)
Bài 1 (ví dụ tự đặt). Đèn pin nhỏ (coi là điểm sáng) đặt cách quả bóng đường kính 10 cm một khoảng 20 cm. Màn chắn cách đèn 60 cm, đặt vuông góc với trục. Bóng tối trên màn có đường kính bao nhiêu?
Đáp án: hai tam giác đồng dạng (đỉnh là đèn) cho tỉ lệ: đường kính bóng / 10 = 60 / 20 = 3. Vậy bóng tối có đường kính 30 cm.
Bài 2. Dùng đèn ống dài thắp sáng rồi đặt một quyển sách cạnh đèn. Bóng của sách có viền mờ hay rõ nét? Giải thích.
Đáp án: bóng có viền mờ, vì đèn ống là nguồn sáng rộng nên sau sách vừa có vùng tối vừa có vùng nửa tối bao quanh.
Bài 3. Khi Mặt Trăng che Mặt Trời, người ở nơi nằm trong vùng tối của Mặt Trăng và người ở nơi nằm trong vùng nửa tối sẽ quan sát thấy gì?
Đáp án: người ở vùng tối thấy nhật thực toàn phần (Mặt Trời bị che hoàn toàn); người ở vùng nửa tối thấy nhật thực một phần (chỉ một phần Mặt Trời bị che).
Xem thêm các tài liệu cùng bài
- Lý thuyết KHTN 7 Bài 15
- SBT KHTN 7 Bài 15
- 20 câu trắc nghiệm KHTN 7 Bài 15
- Bài 14: Phản xạ âm
- Bài 16: Sự phản xạ ánh sáng
- Giải SGK KHTN 7 Chân trời sáng tạo (cả sách)
Câu hỏi thường gặp
Tia sáng và chùm sáng khác nhau thế nào?
Tia sáng là đường truyền của ánh sáng, vẽ bằng một đường thẳng có mũi tên. Chùm sáng gồm nhiều tia sáng hợp lại, có thể song song, hội tụ hoặc phân kì.
Vùng tối và vùng nửa tối khác nhau ở điểm nào?
Vùng tối hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng. Vùng nửa tối chỉ nhận được một phần ánh sáng từ nguồn, nên sáng hơn vùng tối nhưng tối hơn vùng được chiếu sáng đầy đủ.
Khi nào xuất hiện vùng nửa tối rõ rệt?
Khi nguồn sáng rộng (như đèn ống) hoặc có nhiều nguồn sáng, vì khi đó một số điểm sau vật cản chỉ nhìn thấy một phần nguồn sáng. Với nguồn sáng rất nhỏ, vùng nửa tối gần như không đáng kể.
Năng lượng ánh sáng có thể chuyển hoá thành những dạng nào?
Quang năng có thể chuyển hoá thành điện năng (pin mặt trời), nhiệt năng (vật hấp thụ ánh nắng nóng lên), hoá năng (quang hợp) và qua điện năng có thể thành động năng (quạt chạy bằng pin mặt trời).