Nguồn sáng là gì? Phân loại và so sánh các loại nguồn sáng?

1. Nguồn sáng là gì?

Định nghĩa: Nguồn sáng là những vật tự nó có thể phát ra ánh sáng. Nguồn sáng bao gồm nguồn sáng tự nhiên và nguồn sáng nhân tạo, nguồn sáng nóng và nguồn sáng lạnh.

Theo vật lý học giải thích là nguồn sáng là những vật thể có thể bức xạ điện từ trong dải quang phổ. 

Bên cạnh đó, vật sáng là vật gồm cả nguồn sáng và những vật có khả năng hắt sáng (hắt lại ánh sáng) từ vật chiếu vào nó. Ví dụ như tờ giấy trắng đang được bóng đèn chiếu vào.

Trong cuộc sống thì chúng ta gặp nhiều nguồn sáng tự nhiên, ví dụ như: mặt trời, đom đóm, ngôi sao … và nguồn sáng nhân tạo, ví dụ: nến đang cháy, bóng đèn đang cháy, đèn pin đang cháy …

Nguồn sáng đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với cuộc sống của chúng ta. Có nguồn sáng hiện hữu xung quanh làm cuộc sống chúng ta mới trở nên văn minh hơn. 

2. Một số ví dụ về nguồn sáng:

Nguồn sáng luôn hiện hữu xung quanh chúng ta, một số loại nguồn sáng phổ biến, dễ thấy mà chúng ta thường thấy trong đời sống hàng ngày như:

– Mặt trời, mặt trăng, ngôi sao

– Đom đóm phát ra ánh sáng vào buổi 

– Đèn sợi đốt, đèn Led đang sáng

– Màn hình tivi, điện thoại đang bật

– Ngọn đuốc đang cháy

– Ngọc nến đang cháy

– Ngọn lửa đang 

…

3. Phân loại và so sánh các loại nguồn sáng?

Phân loại nguồn sáng theo môi trường, ta có nguồn sáng tự nhiên và nguồn sáng nhân tạo. Phân loại nguồn sáng theo mức độ tỏa nhiệt, ta có nguồn sáng nóng và nguồn sáng lạnh.

3.1. Nguồn sáng tự nhiên và nguồn sáng nhân tạo:

– Nguồn sáng tự nhiên:

Nguồn sáng tự nhiên là loại nguồn sáng tự thân nó phát ra ánh sáng mà không do sự tác động của con người. Đây là nguồn sáng  phổ biến và rất quan trọng với đời sống con người.

Ví dụ như: Mặt trời, đom đóm, ngôi sao,… chính là những nguồn sáng tự nhiên. Ví dụ như cùng là ngọn lửa những ngọn lửa do tia sét, cháy rừng, hay trời nóng quá gây ra cháy gọi là nguồn sáng tự nhiên, còn ngọn lửa do bật lửa lên thì là do con người tạo ra. 

– Nguồn sáng nhân tạo 

Nguồn sáng nhân tạo là những nguồn sáng có sự tác động của con người tạo ra.

Ví dụ như: ngọn nến đang cháy, bóng đèn điện đang phát sáng hay một ngọn đuốc đang cháy,…. đều là những nguồn sáng nhân tạo do con người tạo ra.

3.2. Nguồn sáng nóng và nguồn sáng lạnh:

– Nguồn sáng nóng:

Nguồn sáng nóng là loại nguồn sáng được tạo ra từ việc kích nhiệt, sinh nhiệt, chuyển từ nhiệt năng thành quang năng khiến cho nguồn sáng phát sáng. 

Ví dụ: Cơ chế phát sáng của bóng đèn sợi đốt, do bức xạ nhiệt tỏa nhiệt và sau đó chuyển thành quang năng ở nhiệt độ 3000 – 4000K. Trong đó, 80-90% năng lượng của bóng đèn sợi đốt sẽ chuyển hóa thành nhiệt năng, và chỉ 10% năng lượng của bóng đèn chuyển hóa thành quang năng nên chỉ số hiệu suất phát sáng của loại đèn này thấp, loại ánh sáng của đèn này được gọi là nguồn nhiệt hay nguồn sáng nóng. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng không thể vì tỏa nhiệt khiến cho vở bóng đèn nóng mà sử dụng nhiệt độ của vỏ bóng đèn để xác định đó là nguồn sáng nóng hay nguồn sáng lạnh.

Đặc tính tiêu biểu của nguồn sáng nóng (điển hình là bóng đèn sợi đốt) là biến đổi điện năng thành nhiệt năng, sau đó chuyển nhiệt năng thành quang năng, nên tiêu hao nhiêu điện năng nhiều hơn và hiệu sất phát sáng thấp, phân biệt với nguồn sáng lạnh dưới đây.

– Nguồn sáng lạnh:

Nguồn sáng lạnh là loại nguồn sáng được tạo ra từ việc sử dụng khả năng kích từ: năng lượng hóa học, năng lượng điện năng hoặc năng lượng sinh học (đèn led, đèn neon, đom đóm) và có tính quang học rất tốt. Khi vật phát ra ánh sáng, tỏa nhiệt năng nhưng nhiệt độ không cao hơn nhiệt độ môi trường thì loại phát ra ánh sáng này được gọi là nguồn sáng lạnh.

Ví dụ: đèn LED sử dụng sự tiếp xúc giữa các lỗ trống và các electron để phát ra ánh sáng, khi chuyển hóa từ điện năng thành ánh sáng cũng sinh ra nhiệt lượng nhưng nhiệt lượng này thấp hơn so với các loại đèn khác. Khi chuyển đổi điện quang của đèn LED có hiệu suất khoảng 30%, trong đó hiệu suất lượng tử bên trong là khoảng 70%, và hiệu suất lượng tử bên ngoài là khoảng 50%.

So với những loại nguồn sáng sử dụng đèn chiếu sáng khác, đèn LED có nhiều ưu điểm vượt trội hơn hẳn, như tiết kiệm nặng lượng hơn vì có thể chuyển đổi 80% năng lượng thành ánh sáng và chỉ 20% năng lượng còn lại biến thành dạng năng lượng khác như nhiệt năng. Ngoài ra, người dùng có thể lựa chọn màu sắc và điều chỉnh độ sáng tối của ánh sáng của đèn LED linh hoạt phù hợp với nhu cầu của mình.

Nguồn sáng đóng vai trò cực kì quan trọng trong cuộc sống. Hiện nay với sự phát triển của công nghệ, xu hướng sử dụng nguồn sáng lạnh (điển hình là đèn LED) nhiều hơn bởi nó có hiệu suất phát sáng cao hơn và tiêu hao năng lương ít hơn.

4. Một số bài tập vận dụng:

Câu 1: Vật nào dưới đây là nguồn sáng?

A. Mặt trăng

B. Quyển vở 

C. Bóng đèn LED đang phát sáng. 

D. Ngọn nến chưa thắp. 

Đáp án: C 

Đèn LED là nguồn sáng nhân tạo. Các đáp án còn lại đều là vật sáng. 

Câu 2: Nguồn sáng có đặc điểm gì?

A. Tự phát ra ánh sáng. 

B. Phản chiếu lại ánh sáng.

C. Truyền ánh sáng từ đồ vật đến mắt ta.

D. Chiếu sáng tất cả những vật xung quanh. 

Đáp án: B

Câu 3: Em hãy tìm nguồn sáng trong những vật sau đây?

A. Mặt Trời

B. Bóng đèn sợi đốt bị đứt dây. 

C. Đèn pin chưa bật. 

D. Chiếc xe đạp. 

Đáp án: A

Câu 4: Vật sau đây đây không phải là nguồn sáng?

A. Bóng đèn điện đang sáng. 

B. Ngọn đuốc đang cháy. 

C. Các ngôi sao

D. Rừng cây vào ban ngày.

Đáp án: D

Câu 5: Chỉ ra vật nào không phải là nguồn sáng trong những vật dưới đây?

A. Một ngọn nến được thắp sáng. 

B. Chiếc gương phẳng

C. Đèn tuýp đang sáng.

D. Ánh sáng phát ra từ vỏ chai thủy tinh dưới ánh nắng Mặt Trời. 

Đáp án: B

Câu 6: Những vật nào dưới đây không phải là vật sáng?

A. Đèn pin đang bật. 

B. Mảnh giấy trắng để dưới ánh nắng Mặt Trời. 

C. Mảnh giấy đen để dưới ánh nắng Mặt Trời.

D. Các ngôi sao. 

Đáp án: C 

Câu 7: Trong các vật dưới đây, đâu không phải là vật sáng?

A. Bông hoa Cúc dưới ánh nắng. 

B. Ngọn nến được thắp sáng trong nhà. 

C. Bóng đèn không bật vào buổi sáng. 

D. Mảnh vải đen dưới bóng đèn. 

Đáp án: D

Câu 8: Trong những trường hợp dưới đây, trường hợp nào mà ta không nhận biết được tấm bìa đen?

A. Dán tấm bìa đen lên một tờ giấy màu đỏ và đặt dưới ánh đèn. 

B. Dán miếng bìa đen lên tờ giấy màu trắng và đặt trong phòng tối. 

C. Đặt tấm bìa đen dưới ánh đèn điện. 

D. Đặt miếng bìa đen ở dưới trời nắng. 

Đáp án: B

Câu 9: Chọn câu trả lời đúng nhất?

A. Vật sáng là nguồn sáng

B. Vật sáng là vật phản xạ ánh sáng

C. Vật sáng là nguồn sáng và vật đen

D. Vật sáng là nguồn sáng và vật phản xạ ánh sáng

Đáp án: D

Câu 10: Nêu đặc điểm của nguồn sáng?

A. Truyền ánh sáng đến mắt ta.

B. Nó tự phát ra ánh sáng.

C. Phản xạ ánh sáng.

D. Chiếu sáng các vật xung quanh

Đáp án: B

Câu 11: Hãy xác định vật nào sau đây không phải là nguồn sáng?

A. Ngọn nến đang cháy

B. Chiếc lọ tỏa sáng dưới ánh mặt trời

C. Mặt trời

D. Đèn ống đang sáng

Đáp án: B

Câu 12: Khi nào ta nhìn rõ một vật?

A. Khi vật được chiếu sáng

B. Khi ta mở mắt nhìn vật

C. Khi vật phát ra ánh sáng

D. Khi có ánh sáng từ một vật đến mắt ta

Đáp án: D

Câu 13: Em nhìn thấy bông hoa màu đỏ vì

A. Bản thân hoa màu đỏ

B. Bông hoa là vật sáng

C. Bông hoa là nguồn sáng

D. Có ánh sáng đỏ từ bông hoa lọt vào mắt em

Đáp án: D

Câu 14: Điền từ thích hợp vào chỗ trống:

Khi xem phim, lúc đầu đèn tắt và rạp tối đen như mực. Máy chiếu sau đó chiếu hình ảnh lên màn hình. Bóng đèn máy chiếu……………………. Màn hình là…………………, ánh sáng từ màn hình chiếu vào ghế, tường. Ghế, tường trở thành…………………… Một khán giả bất ngờ bật đèn pin để tìm kiếm đồ vật đánh rơi. Đèn pin là…………………….. và vật rơi là……………………

Đáp án: 

Khi xem phim, lúc đầu đèn tắt và rạp tối đen như mực. Máy chiếu sau đó chiếu hình ảnh lên màn hình. Bóng đèn máy chiếu là nguồn sáng. Màn ảnh là vật sáng, ánh sáng từ màn hình chiếu vào ghế, tường. Ghế và tường trở thành vật sáng. Một khán giả bất ngờ bật đèn pin để tìm kiếm vật đánh rơi. Đèn pin là nguồn sáng và vật bị rơi là vật sáng.