Ánh sáng là gì? Tìm hiểu kiến thức về ánh sáng từ A-Z

Ánh sáng là gì?

Ánh sáng là tên gọi để chỉ hoạt động bức xạ điện từ sở hữu những bước sóng nhỏ nằm trong điện từ quang phổ từ 380nm đến 700nm, tính chất của ánh sáng tương tự như các hoạt động bức xạ điện từ. Trong vùng điện từ quang phổ này, mắt thường của con người có thể hoàn toàn nhìn thấy được.

Các loại ánh sáng 

Ánh sáng được chia thành hai loại chính dựa trên phân chia theo nguồn phát sinh ánh sáng và phân chia theo bước sóng:

Phân chia dựa theo nguồn phát sinh ánh sáng:

Dựa vào sự phân loại theo nguồn phát sinh ánh sáng, ánh sáng được chia thành các loại như sau:

• Ánh sáng tự nhiên do mặt trời tạo ra: loại ánh sáng này thường được biết đến là ánh nắng (hay còn được biết đến với cái tên khác là ánh sáng trắng).

• Ánh sáng tự nhiên do mặt trăng tạo ra: được gọi là ánh sáng thực tế. Đây là loại ánh sáng được phát sinh do mặt trời chiếu tới mặt trăng và phản xạ tới mắt thường của con người.

• Ánh sáng nhân tạo: ánh sáng này do con người tạo ra nhằm giúp chiếu sáng các hoạt động vào ban đêm hay trong bóng tối (đèn điện) và được gọi là ánh sáng đèn.

• Ánh sáng do loài vật ra phát được gọi là ánh sáng sinh học (ánh sáng của đom đóm,...).

Phân chia dựa theo bước sóng:

Dựa trên phân chia theo bước sóng thì ánh sáng được phân thành các loại  sau:

• Ánh sáng lạnh: Những ánh sáng này có bước sóng tập trung ở gần vùng quang phổ tím.

• Ánh sáng nóng: Là loại ánh sáng có bước sóng nằm ở gần vùng đỏ.

Nhận biết ánh sáng

Để nhận biết ánh sáng rất đơn giản, các trường hợp mà mắt ta có thể nhận biết được như

• Vào ban ngày, mở mắt đứng ngoài trời.

• Vào ban đêm, đứng trong phòng kín, mở mắt và bật đèn.

Mắt ta có thể nhận biết được ánh sáng khi có ánh sáng truyền vào mắt của ta.

Nhìn thấy một vật

Thực hiện thí nghiệm:

Trong thí nghiệm trên, khi nhìn vào bên trong hộp, nếu có đèn sáng ta có thể nhìn thấy mảnh giấy trắng. Ngược lại, nếu tắt đèn, ta không thể nhìn thấy mảnh giấy trắng đó. Chứng tỏ, khi có ánh sáng chiếu tới mảnh giấy, ánh sáng từ mảnh giấy trắng sẽ phản chiếu tới mắt và ta có thể nhìn thấy được.

Kết luận: Ta có thể nhìn thấy vật khi có ánh sáng truyền tới mắt ta.

Sự truyền ánh sáng

Định luật truyền thẳng của ánh sáng 

Định luật truyền thẳng của ánh sáng được định nghĩa như sau: Trong môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền đi theo đường thẳng.

Ứng dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng 

1. Bóng tối và bóng nửa tối

Bóng tối

Thí nghiệm: Đặt đèn pin đang sáng trước một màn chắn. Giữa khoảng đèn pin và màn chắn, đặt một tấm bìa nhỏ (như hình dưới).

• Vùng tối: trên màn chắn sẽ có vùng không nhận được ánh sáng vì các tia sáng đó từ đèn pin phát ra truyền theo đường thẳng bị miếng bìa chắn lại nên sẽ không đến được màn chắn. Những vùng đó được gọi là vùng tối.

• Vùng sáng: Vì miếng bìa nhỏ không chắn hết ánh sáng từ đèn pin chiếu tới nên vẫn sẽ có các tia không bị cản trở. Do đó trên màn chắn sẽ có vùng nhận được ánh sáng được gọi là 

Kết luận:

• Vì ánh sáng truyền tới theo đường thẳng, gặp vật cản ánh sáng không thể truyền qua được nên vùng màu đen sẽ hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng tới. Vùng không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng tới trên màn chắn được gọi là bóng tối.

Bóng nửa tối

Thí nghiệm: thực hiện thí nghiệm như trên thí nghiệm bóng tối, thay đèn pin bằng đèn điện (như hình trên).

Quan sát hình trên ta thấy, vùng ở giữa màn chắn là vùng bóng tối, vùng ngoài cùng là vùng sáng và vùng giữa 2 vùng đó chính là vùng nửa bóng tối.

Kết luận:

Trên màn chắn đặt phía sau vật cản, có một vùng chỉ nhận được ánh sáng từ một phần của nguồn sáng tới được gọi là bóng nửa tối.

2. Hiện tượng nhật thực và nguyệt thực

Hiện tượng nhật thực

Khi Mặt Trăng nằm giữa Trái Đất với Mặt Trời, một phần ánh sáng từ Mặt Trời chiếu tới Trái Đất sẽ bị Mặt Trăng che khuất. Lúc này, trên Trái Đất sẽ xuất hiện bóng tối và bóng nửa tối. Hiện tượng này được gọi là nhật thực.

Nếu đứng ở vị trí bóng tối, ta sẽ không thể thấy được Mặt trời (nhật thực toàn phần). Đứng ở vị trí bóng nửa tối thì có thể nhìn được một phần Mặt Trời (nhật thực một phần).

Hiện tượng nguyệt thực

Nguyệt thực xảy ra khi Trái Đất nằm giữa Mặt Trăng và Mặt Trời, Trái Đất che khuất Mặt Trăng. Lúc này, Mặt Trăng không nhận được ánh sáng từ Mặt Trời chiếu đến nên ta không thể nhìn thấy nó. 

• Khi Mặt Trăng đi vào vùng bóng tối của Trái Đất (Nguyệt thực toàn phần).

• Khi Mặt Trăng đi vào vùng bóng nửa tối của Trái Đất, Mặt Trăng chỉ giảm độ sáng đi một chút (Nguyệt thực nửa tối).

• Khi Mặt Trăng chỉ có một phần ở vùng bóng tối của Trái Đất. Mặt Trăng chỉ bị che khuất một phần và có thể quan sát được bằng mắt thường (Nguyệt thực một phần).

Định luật phản xạ ánh sáng 

Phản xạ ánh sáng là một hiện tượng của ánh sáng xảy ra hằng ngày trong đời sống. Một ví dụ điển hình cho định luật phản xạ ánh sáng là thí nghiệm chiếu tia sáng của đèn pin lên mặt phẳng trên bàn, ta sẽ thu được một vệt sáng trên tường.

Qua đó, ta có thể hiểu phản xạ ánh sáng như sau: khi ánh sáng chạm vào một bề mặt hay là một ranh giới khác không hấp thụ năng lượng bức xạ và làm sóng ánh sáng bật ra khỏi bề mặt đó.

Xem thêm: Tổng hợp kiến thức về gương cầu lồi vật lý 7

Thí nghiệm định luật phản xạ ánh sáng 

Dùng một đèn pin chiếu 1 tia tới lên mặt phẳng gương đặt vuông góc với một tờ giấy (như hình bên dưới), tia này đi trên mặt tờ giấy khi gặp mặt gương tia sáng sẽ bị hắt lại. Đó là ví dụ điển hình cho hiện tượng tia phản xạ ánh sáng.

Phát biểu định luật phản xạ ánh sáng 

Khi ánh sáng bị phản xạ, tia phản xạ sẽ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới. Và góc phản xạ cũng sẽ bằng góc tới.

Ứng dụng định luật phản xạ ánh sáng

Một số ứng dụng về định luật phản xạ ánh sáng trong thực tế như:

• Vào ban ngày, ánh sáng mặt trời có thể chiếu vào gương và phản xạ ánh sáng tới mắt ta.

• Qua khe cửa, dùng thước kẻ để hứng ánh nắng mặt trời, thước kẻ sẽ phản xạ lại ánh nắng mặt trời. 

• Dùng đèn pin chiếu vào tấm gương, ánh sáng sẽ phản xạ tới mắt ta

• Vỏ chai/lon thuỷ tinh dưới ánh sáng mặt trời sẽ phản xạ vào mắt ta,....

Bài tập tổng hợp về ánh sáng

Câu 1: Vì sao ta có thể nhìn thấy được một vật?

A. Vì mắt ta phát ra các tia sáng chiếu lên vật

B. Vì vật được chiếu sáng

C. Vì ta mở mắt hướng về phía vật

D. Vì có ánh sáng từ vật chiếu vào mắt ta

Câu 2: Hãy chỉ ra vật nào dưới đây không phải là nguồn sáng?

A. Mặt trời

B. Ngọn nến đang cháy

C. Đèn ống đang sáng

D. Vỏ chai sáng chói dưới ánh nắng mặt trời

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng về “Định luật truyền thẳng ánh sáng”. 

A. Trong một môi trường trong suốt và không đổi ánh sáng truyền đi theo đường gấp khúc

B. Trong một môi trường trong suốt và thay đổi ánh sáng truyền đi theo đường thẳng

C. Trong một môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền đi theo đường thẳng

D. Trong một môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền đi theo đường gấp khúc

Câu 4:  Ánh sáng truyền theo đường thẳng khi ánh sáng: 

A. Truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác

B. Truyền từ môi trường đồng tính này sang môi trường đồng tính khác

C. Trong môi trường trong suốt

D. Trong môi trường trong suốt và đồng tính

Câu 5: Đường truyền của ánh sáng được biểu diễn bằng: 

A. Chùm sáng

B. Hạt sáng

C. Bó sáng

D. Tia sáng

Câu 6: Trong môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền theo đường nào? 

A. Đường cong bất kỳ

B. Đường dích dắc

C. Đường thẳng

D. Cả A, B, C đều đúng.

Câu 7: Nội dung nào sau đây không thuộc định luật phản xạ ánh sáng?

A. Tia phản xạ bằng tia tới

B. Góc phản xạ bằng góc tới

C. Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của mặt phẳng gương

D. Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến bằng góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến.

Câu 8: Chiếu một tia sáng SI lên mặt phẳng gương, tia phản xạ IR của SI thu được nằm trên mặt phẳng nào?

A. Mặt phẳng gương

B. Mặt phẳng vuông góc với tia tới

C. Mặt phẳng tạo bởi tia tới và mặt gương

D. Mặt phẳng tạo bởi tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới.

Trên đây là tổng hợp từ A-Z các lý thuyết và ứng dụng của ánh sáng trong đời sống. Hy vọng rằng, bài viết ánh sáng là gì sẽ đem lại những kiến thức tổng hợp giúp các em dễ hiểu hơn và có thể áp dụng được nhiều ở bên ngoài cuộc sống.