Cô tin rằng sau bài học hôm nay, các em sẽ hiểu rõ hơn về những gì đã xảy ra với chiến thuyền lơ lửng trên bầu trời.

Bây giờ, chúng ta cùng phân tích từng bước nhé.

Bước 1: Quan sát hiện tượng và đặt câu hỏi

Trong phim, các chú lính canh nhìn thấy một chiến thuyền lơ lửng trên bầu trời. Họ đã làm gì? Họ đã dùng pháo tấn công. Tuy nhiên, chiến thuyền đó “không hề nhúc nhích”. Điều này khiến mọi người rất ngạc nhiên. Sau đó, các dũng sĩ rau củ đến tận nơi thì “không thấy chiến thuyền đó đâu”.

Câu hỏi đặt ra ở đây là: Tại sao lại có hiện tượng “chiến thuyền lơ lửng” và sau đó lại “biến mất”? Giáo sư rau củ đã giải thích đó là “hiện tượng ảo ảnh”. Vậy “hiện tượng ảo ảnh” là gì và nó xảy ra như thế nào?

Bước 2: Tìm hiểu về sự truyền ánh sáng và mắt người quan sát

Để hiểu về ảo ảnh, chúng ta cần nhớ lại cách chúng ta nhìn thấy mọi vật.

Chúng ta nhìn thấy một vật là do mắt chúng ta nhận được ánh sáng từ vật đó. Ánh sáng truyền theo đường thẳng trong môi trường trong suốt và đồng tính.

Khi ánh sáng từ một vật đi vào mắt ta, não bộ của chúng ta sẽ diễn giải rằng ánh sáng đó truyền thẳng từ vật tới mắt. Mắt ta sẽ “thấy” vật đó ở một vị trí nhất định.

Bước 3: Giải thích hiện tượng “chiến thuyền lơ lửng” – Ảo ảnh do sự khúc xạ ánh sáng

Giáo sư rau củ đã nói đó là ảo ảnh. Trong vật lý, có nhiều loại ảo ảnh. Đối với hiện tượng nhìn thấy vật ở một vị trí khác với vị trí thật của nó, đặc biệt là trong không khí, nguyên nhân thường là do sự khúc xạ ánh sáng.

Chúng ta biết rằng không khí không phải lúc nào cũng có cùng một mật độ và nhiệt độ. Trên thực tế, không khí ở gần mặt đất thường nóng hơn không khí ở trên cao.

Khi ánh sáng đi từ một môi trường có chiết suất này sang môi trường có chiết suất khác, nó sẽ bị bẻ cong. Đây gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Chiết suất của không khí phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Không khí nóng có chiết suất nhỏ hơn không khí lạnh.

Hãy tưởng tượng, chiến thuyền đó có thể đang ở một vị trí khác, có thể là trên mặt đất hoặc gần mặt đất. Tuy nhiên, ánh sáng từ chiến thuyền đó khi truyền lên cao, đi qua các lớp không khí có nhiệt độ và chiết suất khác nhau, đã bị bẻ cong.

Cụ thể hơn, vào những ngày trời nóng, không khí gần mặt đất nóng hơn. Ánh sáng từ một vật thể ở xa, khi truyền qua các lớp không khí nóng và lạnh xen kẽ, sẽ bị bẻ cong. Mắt ta nhận được các tia sáng đã bị bẻ cong này, và não bộ chúng ta sẽ cho rằng ánh sáng truyền thẳng theo đường mà tia sáng cuối cùng đi vào mắt. Do đó, chúng ta sẽ nhìn thấy vật ở một vị trí khác với vị trí thật.

Trong trường hợp chiến thuyền, ánh sáng từ nó có thể đã bị bẻ cong lên trên. Khi đó, chúng ta sẽ nhìn thấy “hình ảnh” của chiến thuyền lơ lửng trên bầu trời, dù vật thể thật có thể không ở đó.

Đây tương tự như hiện tượng “cầu vồng lửa” hay “hào quang” mà đôi khi chúng ta thấy vào những ngày nắng nóng. Hoặc các em có thể liên tưởng đến việc nhìn thấy mặt đường như có vũng nước ở phía xa khi trời rất nóng, đó cũng là một dạng ảo ảnh quang học.

Bước 4: Giải thích hiện tượng “chiến thuyền biến mất”

Vì sao khi các dũng sĩ đến tận nơi lại không thấy chiến thuyền đâu?

Đó là vì “chiến thuyền” mà họ nhìn thấy trên bầu trời thực chất chỉ là một “hình ảnh ảo”. Hình ảnh ảo này được tạo ra do sự bẻ cong của ánh sáng khi truyền qua các lớp không khí có chiết suất khác nhau.

Khi các dũng sĩ tiến lại gần, họ đã di chuyển vào trong hoặc ra khỏi vùng có sự chênh lệch chiết suất lớn đó. Hoặc vị trí của họ thay đổi, làm cho các tia sáng từ vật thật (nếu có) không còn bị bẻ cong theo cách tạo ra ảo ảnh nữa. Hoặc đơn giản là vật thể thật không tồn tại ở đó mà chỉ là ánh sáng “lừa” mắt ta.

Giáo sư rau củ giải thích đó là ảo ảnh, nghĩa là nó không phải là vật thật, mà là hình ảnh do mắt chúng ta nhìn thấy do sự thay đổi đường đi của ánh sáng. Khi đến gần, điều kiện để tạo ra ảo ảnh không còn, hoặc không còn đúng nữa, nên hình ảnh ảo đó biến mất.

Kết luận

Như vậy, hiện tượng “chiến thuyền lơ lửng” mà các chú lính canh nhìn thấy là một dạng ảo ảnh quang học. Nguyên nhân là do sự khúc xạ ánh sáng khi ánh sáng truyền qua các lớp không khí có nhiệt độ và chiết suất khác nhau. Mắt chúng ta nhận được các tia sáng bị bẻ cong và diễn giải rằng vật thể ở một vị trí khác. Khi đến gần hoặc điều kiện thay đổi, ảo ảnh này sẽ biến mất.

Cô hy vọng qua bài giải thích này, các em đã hiểu rõ hơn về một hiện tượng vật lý thú vị. Vật lý có mặt ở khắp mọi nơi, ngay cả trong những câu chuyện phim hoạt hình nữa đấy các em!

Các em có câu hỏi nào không?