Giải KHTN 9 trang 28 Chân trời sáng tạo SGK

Mở đầu trang 28: Làm sao chai nước có thể tạo ra ngọn lửa

Khi dọn lều trại, giáo viên yêu cầu học sinh không được để chai thủy tinh hoặc chai nhựa đựng nước trong rừng vì có thể gây hỏa hoạn. Làm thế nào mà chai nước có thể tạo ra được ngọn lửa?

Phân tích và Hướng dẫn giải:

Để tạo ra lửa, cần có hai điều kiện: vật liệu dễ cháy và nguồn nhiệt tập trung cao. Chai nước cung cấp nguồn nhiệt tập trung thông qua các hiện tượng quang học:

1. Mô hình thấu kính: Chai nước, đặc biệt khi có hình dạng tròn và chứa đầy nước, hoạt động như một thấu kính hội tụ (giống như kính lúp).

2. Khúc xạ ánh sáng: Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào chai, các tia sáng bị khúc xạ khi đi từ không khí vào nước và một lần nữa khi đi từ nước ra không khí.

3. Hội tụ năng lượng: Quá trình khúc xạ này làm cho các tia sáng mặt trời bị bẻ cong và tập trung vào một tiêu điểm (điểm hội tụ) duy nhất. Tại điểm này, năng lượng từ tất cả các tia sáng được cộng dồn lại, tạo ra một lượng nhiệt lớn.

Lời giải:

Chai nước, đặc biệt là chai nhựa hoặc thủy tinh chứa đầy nước, có thể tạo ra ngọn lửa nhờ cơ chế quang học sau:

• Chức năng thấu kính: Chai nước có hình dạng cong (tròn) và môi trường nước bên trong có chiết suất lớn hơn không khí. Cấu trúc này làm cho chai nước hoạt động như một thấu kính hội tụ.

• Tập trung nhiệt: Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào, các tia sáng bị bẻ cong do khúc xạ ánh sáng nhiều lần (khi vào nước và khi ra khỏi nước).

• Tạo điểm nóng: Các tia sáng sau khi đi qua "thấu kính nước" này sẽ hội tụ tại một điểm duy nhất (tiêu điểm). Tại điểm hội tụ này, năng lượng nhiệt của các tia sáng mặt trời được tích tụ, tạo ra sức nóng đủ lớn để đốt cháy các vật liệu khô và dễ bắt lửa.

• Gây hỏa hoạn: Trong môi trường rừng với nhiều cành lá khô, cỏ khô—là những vật liệu dễ cháy—điểm nóng này dễ dàng làm bốc cháy, dẫn đến hỏa hoạn.