MasterSchool

Khoa học tự nhiên lớp 7 · KNTT · Chương 6

Lý thuyết KHTN 7 Bài 15: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối

Chương 6: Ánh sáng · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 Bài 15: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi ôn tập có lời giải chi tiết.

Lớp

1. Ánh sáng là một dạng của năng lượng

- Ánh sáng không thể thiếu trong cuộc sống của con người và các vật sống khác trên Trái Đất.

Ví dụ:

+ Ánh sáng giúp con người nhìn thấy được môi trường xung quanh.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 1: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 1: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

+ Cây cối cần ánh sáng để quang hợp.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 2: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 2: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

- Ánh sáng là một dạng năng lượng. Năng lượng ánh sáng có thể chuyển hóa thành nhiều dạng năng lượng khác nhau như nhiệt năng, điện năng, …

Ví dụ:

+ Bếp năng lượng Mặt Trời.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 3: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 3: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

+ Pin Mặt Trời.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 4: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 4: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

+ Bình nước nóng năng lượng Mặt Trời;

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 5: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 5: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

2. Chùm sáng và tia sáng

a. Chùm sáng

- Ánh sáng phát ra từ nguồn sáng và truyền trong không gian thành những chùm sáng. Tùy thuộc vào nguồn sáng mà chùm sáng có hình dạng và kích thước khác nhau.

- Quy ước vẽ chùm sáng bằng hai đoạn thẳng giới hạn chùm sáng, có mũi tên chỉ đường truyền của ánh sáng.

- Có 3 loại chùm sáng thường gặp:

+ Chùm sáng song song.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 6: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 6: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

+ Chùm sáng hội tụ.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 7: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 7: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

+ Chùm sáng phân kì.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 8: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 8: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

b. Tia sáng

- Quy ước biểu diễn đường truyền của ánh sáng bằng một đoạn thẳng có mũi tên chỉ hướng truyền của ánh sáng, gọi là tia sáng.

Ví dụ: Đoạn thẳng SM có hướng (hình dưới) biểu diễn một tia sáng.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 9: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 9: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

c. Chùm sáng hẹp song song

Trong thực tế, người ta coi một chùm sáng song song rất hẹp là mô hình một tia sáng.

3. Vùng tối

a. Vùng tối do nguồn sáng hẹp

- Đối với nguồn sáng hẹp thì vùng phía sau vật cản sáng hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới. Vùng này gọi là vùng tối.

- Vùng tối do nguồn sáng hẹp có ranh giới rõ ràng với vùng sáng.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 10: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 10: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

b. Vùng tối do nguồn sáng rộng

- Đối với nguồn sáng rộng thì phía sau vật cản sáng có vùng hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng và có vùng chỉ nhận được một phần ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới (vùng tối không hoàn toàn).

- Vùng tối do nguồn sáng rộng có ranh giới không rõ rệt với vùng sáng.

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 11: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)
Hình 11: Năng lượng ánh sáng. Tia sáng, vùng tối (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 15)

Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm

Loại chùm sángĐặc điểm các tia sángHình vẽ minh họaVí dụ trong thực tế
Chùm sáng song songCác tia sáng không giao nhau trên đường truyềnCác đường thẳng song song cùng hướngChùm sáng từ Mặt Trời chiếu xuống mặt đất
Chùm sáng hội tụCác tia sáng loe rộng gặp nhau tại một điểmCác tia sáng cắt nhau tại tiêu điểmChùm sáng sau khi đi qua thấu kính hội tụ (kính lúp)
Chùm sáng phân kìCác tia sáng xuất phát từ một điểm và loe rộng raCác tia sáng mở rộng theo hình nónChùm sáng phát ra từ bóng đèn dây tóc hoặc đèn pin

Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"

📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:

  • Kiến thức then chốt 1: Ánh sáng là một dạng năng lượng; năng lượng ánh sáng có thể chuyển hóa thành nhiệt năng, điện năng hoặc hóa năng (như trong pin quang điện, quang hợp).
  • Kiến thức then chốt 2: Nguồn sáng là vật tự nó phát ra ánh sáng (Mặt Trời, ngọn nến đang cháy, bóng đèn sáng); vật sáng gồm nguồn sáng và những vật hắt lại ánh sáng chiếu vào nó.
  • Kiến thức then chốt 3: Quy ước biểu diễn đường truyền của ánh sáng bằng một đường thẳng có mũi tên chỉ chiều truyền, gọi là tia sáng.
  • Kiến thức then chốt 4: Chùm sáng gồm rất nhiều tia sáng hợp thành; có 3 loại chùm sáng thường gặp: chùm sáng song song, chùm sáng hội tụ và chùm sáng phân kì.
  • Kiến thức then chốt 5: Vùng tối là vùng ở phía sau vật cản hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ nguồn truyền tới; vùng nửa tối chỉ nhận được ánh sáng từ một phần của nguồn sáng.

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Ánh sáng là một dạng năng lượng; năng lượng ánh sáng có thể chuyển hóa thành nhiệt năng, điện năng hoặc hóa năng (như trong pin quang điện, quang hợp).
  • Nguồn sáng là vật tự nó phát ra ánh sáng (Mặt Trời, ngọn nến đang cháy, bóng đèn sáng); vật sáng gồm nguồn sáng và những vật hắt lại ánh sáng chiếu vào nó.
  • Quy ước biểu diễn đường truyền của ánh sáng bằng một đường thẳng có mũi tên chỉ chiều truyền, gọi là tia sáng.
  • Chùm sáng gồm rất nhiều tia sáng hợp thành; có 3 loại chùm sáng thường gặp: chùm sáng song song, chùm sáng hội tụ và chùm sáng phân kì.
  • Vùng tối là vùng ở phía sau vật cản hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ nguồn truyền tới; vùng nửa tối chỉ nhận được ánh sáng từ một phần của nguồn sáng.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Chứng minh ánh sáng là một dạng năng lượng. Năng lượng ánh sáng có thể chuyển hóa thành những dạng năng lượng nào?
Ánh sáng là một dạng năng lượng (quang năng) vì nó có thể làm nóng vật thể, sinh công hoặc kích hoạt phản ứng hóa học. Năng lượng ánh sáng có thể chuyển hóa thành: Nhiệt năng (làm nóng nước trong bình năng lượng mặt trời), Điện năng (trong pin quang điện mặt trời), Hóa năng (trong quá trình quang hợp của cây xanh).
Phân biệt nguồn sáng và vật sáng. Cho ví dụ minh họa.
Nguồn sáng là vật tự nó có khả năng phát ra ánh sáng (Mặt Trời, ngọn nến đang cháy, bóng đèn LED đang sáng). Vật sáng là khái niệm bao gồm cả nguồn sáng và những vật không tự phát sáng nhưng hắt lại ánh sáng chiếu vào nó (Mặt Trăng, trang sách dưới đèn, chiếc bàn, bức tường).
Tia sáng và chùm sáng được quy ước biểu diễn như thế nào? Nêu các loại chùm sáng thường gặp.
Tia sáng được biểu diễn bằng một đường thẳng có mũi tên chỉ chiều truyền của ánh sáng. Chùm sáng gồm vô số tia sáng hợp thành. Có 3 loại chùm sáng thường gặp: 1. Chùm sáng song song (các tia sáng song song nhau); 2. Chùm sáng hội tụ (các tia sáng giao nhau tại một điểm); 3. Chùm sáng phân kì (các tia sáng loe rộng ra từ một nguồn).
Giải thích sự hình thành vùng tối và vùng nửa tối ở phía sau vật cản sáng.
Khi đặt một vật cản sáng phía sau nguồn sáng: **Vùng tối** là vùng không gian hoàn toàn không nhận được ánh sáng từ nguồn truyền tới; **Vùng nửa tối** xuất hiện khi nguồn sáng có kích thước lớn, là vùng chỉ nhận được ánh sáng từ một phần của nguồn sáng, viền mờ xung quanh vùng tối.