Bóng nửa tối là gì? Lấy ví dụ về bóng nửa tối

Câu hỏi: Bóng nửa tối là gì? Lấy ví dụ về bóng nửa tối

Trả lời: 

Bóng nửa tối là phần không gian ở sau một vật so với nguồn sáng, do bị khuất một phần nên chỉ nhận được một phần ánh sáng của nguồn sáng truyền tới.

Ví dụ về bóng nửa tối: Hiện tượng nhật thực một phần.

Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu kĩ hơn về hiện tượng bóng nửa tối nhé!

1. Phương pháp giải bóng nửa tối

+ Vật chắn là vật không cho ánh sáng truyền qua

+ Bóng nửa tối nằm ở phía sau vật cản, nhận được ánh sáng từ một phần nguồn sáng truyền tới.

2. Yếu tố để tạo ra bóng nửa tối

Yếu tố quyết định để tạo ra bóng nửa tối đó chính là nguồn ánh sáng to. 

3. Một vài ví dụ về bóng nửa tối

- Khi lắp đèn, người ta thường lắp đèn ở nhiều vị trí khác nhau thay vì dùng bóng đèn lớn là để tránh bóng nửa tối khi học sinh viết bài.

- Đặt tay dưới bóng đèn, khi di chuyển tay về gần bóng đèn bên dưới sẽ xuất hiện bóng nửa tối.

- Vào ban đêm,trong phòng chỉ có một ngọn đèn dầu, khi tiến lại gần đèn thì bóng của ta ngày càng kém rõ nét.

4. Phương pháp giải bài tập về ứng dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng

Dạng 1: Giải thích tại sao có hiện tượng bóng tối và bóng nửa tối

- Căn cứ vào định luật truyền thẳng của ánh sáng.

- Khi chỉ có bóng tối xuất hiện, tức là khi đó nguồn sáng là hẹp.

- Khi có cả bóng tối và bóng nửa tối xuất hiện, tức là khi đó nguồn sáng là rộng.

Dạng 2: Cách vẽ bóng tối và bóng nửa tối

 - Vẽ các tia sáng xuất phát từ 1 điểm (nguồn sáng hẹp) đến mép ngoài của vật cản. Các tia sáng đó chia màn chắn ra hai miền riêng biệt. Miền trong là miền không hề có một tia sáng nào đi tới (tức không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng), đó chính là bóng tối. Miền ngoài nhận được toàn bộ ánh sáng chiếu đến nên sáng bình thường.

- Vẽ các tia sáng xuất phát từ các điểm ngoài cùng của nguồn sáng rộng đến mép ngoài của vật cản. Các tia sáng đó chia màn chắn ra ba miền riêng biệt. Miền trong là miền không hề có một tia sáng nào đi tới, đó chính là bóng tối. Miền giữa chỉ nhận được một số tia sáng (tức chỉ nhận được một phần ánh sáng chiếu tới), đó chính là bóng nửa tối. Miền ngoài sáng bình thường. 

Dạng 3: Giải thích tại sao có hiện tượng nhật thực và nguyệt thực

Dựa vào các điều sau đây để giải thích:

- Định luật truyền thẳng của ánh sáng.

- Chỉ có Mặt Trời là nguồn sáng còn Trái Đất và Mặt Trăng là hai vật được chiếu sáng.

- Mặt Trăng luôn chuyển động quay quanh Trái Đất nên sẽ có những lúc Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất thẳng hàng tức sẽ có Trái Đất và Mặt Trăng che khuất lẫn nhau.

+ Khi Mặt Trăng nằm giữa, tức Mặt Trăng che không cho ánh sáng Mặt Trời chiếu đến Trái Đất thì xảy ra hiện tượng nhật thực (hiện tượng nhật thực xảy ra vào ban ngày).

+ Khi Trái Đất nằm giữa, tức Trái Đất che không cho ánh sáng Mặt Trời chiếu đến Mặt Trăng thì xảy ra hiện tượng nguyệt thực (hiện tượng nguyệt thực xảy ra vào ban đêm)

5.  Bài tập

Bài tập 1: Trong các lớp học, người ta lắp nhiều bóng đèn cùng loại ở các vị trí khác nhau nhằm mục đích:

 A. Các vị trí đều đủ độ sáng cần thiết.

 B. Học sinh không bị loá khi nhìn lên bảng.

 C. Tránh bóng đen và bóng mờ của người hoặc và tay.

 D. Câu A và B đúng .

 E. Cả A, B và C đều đúng.

Đáp án đúng: E. Cả A, B, và C đều đúng

Bài tập 2:  Ban đêm, trong phòng chỉ có một ngọn đèn. Giơ bàn tay chắn giữa ngọn đèn và bức tường, quan sát thấy trên bức tường xuất hiện một vùng tối hình bàn tay, xung quanh có viền mờ hơn. Hãy giải thích hiện tượng đó?

Trả lời: Bàn tay chắn giữa ngọn đèn và bức tường đóng vai trò là vật chắn sáng, trên tường (đóng vai trò là màn) sẽ xuất hiện bóng tối và bóng nửa tối. Hình dạng của bóng tối và bóng nửa tối giống bàn tay là do các tia sáng truyền theo đường thẳng.

Bài tập 3: (trang 11 sgk Vật Lý 7): Ban đêm, dùng một quyển vở che kín bóng đèn dây tóc đang sáng, trên bàn sẽ tối, có khi không thể đọc sách được. Nhưng nếu dùng quyển vở che đèn ống thì ta vẫn đọc sách được. Giải thích vì sao lại có sự khác nhau đó?

Lời giải:

- Vì bóng đèn dây tóc là nguồn sáng hẹp (nhỏ) → khi lấy tập vở che thì ánh sáng từ nguồn sáng có thể không truyền tới trang sách, trang sách bị bóng tối → không đọc được.

- Vì bóng đèn ống là nguồn sáng rộng (lớn) → khi lấy tập che thì trên trang sách có thể nhận được một phần ánh sáng của đèn ống → có bóng nửa tối → có thể đọc được.

Bài tập 4: Một đĩa tròn tâm O₁ bán kính R₁ = 20cm, phát sáng và được đặt song song với một màn ảnh và cách màn ảnh một khoảng D = 120 cm. Một đĩa tròn khác tâm O₂ bán kính R₂ = 12 cm chắn sáng cúng được đặt song song với màn ảnh và đường nối tâm O₁O₂ vuông góc với màn ảnh.

Tìm vị trí đặt O₂ để vùng tối trên màn có đường kính R = 4 cm. Khi đó bán kính R’ của đường tròn giới hạn ngoài cùng của bóng nửa tối trên màn là bao nhiêu?

Đáp án: 

Tóm tắt:

Tâm O₁; R₁ = 20cm. D = 120 cm

Tâm O₂; R₂ = 12 cm.

O₁O^₂ = ? Để R_tối = 4 cm. R’_{nửa tối} = ?

Bài giải:

Từ hình vẽ ta có: OA là bán kính của vùng tối trên màn, OA = R = 4 cm

OP là bán kính của đường tròn giới hạn ngoài cùng của vung nửa tối OP = R’

Ta có: 

Vậy đĩa chắn sáng phải đặt cách đĩa phát sáng một khoảng O₁O₂ = HO₁ – HO = 90 - 30 = 60 cm thì vùng tối trên màn có bán kính là 4 cm.

Tính R’: 

Bài tập 5: Một nguồn sáng hình cầu có bán kính r có tâm S cách màn ảnh một khoảng SH = 1m. Tại trung điểm M của SH người ta đặt một tấm bìa hình tròn vuông góc với SH và có bán kính R = 10 cm. Trên màn bề rộng bán kính vùng nửa tối là 4 cm và bán kính vùng tối là 18 cm. Hãy xác định r.

Tóm tắt:

SH = 1m = 100cm

SM = 50 cm; R = 10 cm

R_{nửa tối} = 4 cm; R_tối = 18 cm

Tìm r.

Bài giải:

Ta có hình vẽ

HP = 18 cm và PO = 4cm

IM = HH’= R = 10 cm.

Mà PH’ = HP – HH’ = 18 - 10 = 8 cm

Ta có: PH’ = AA’ (vì ∆ AA’I = ∆PH’I )

AA’ = SA’ – SA = MI – SA = R – r

Vậy 8 = R – r = 10 – r

Suy ra r = 2 cm.

Vậy nguồn sáng rộng có bán kính r = 2cm.