Hiện tượng khúc xạ ánh sáng xảy ra rất nhiều trong cuộc sống. Khúc xạ ánh sáng là một trong những hiện tượng vật lý thú vị nhất mà các bạn thường xuyên gặp trong đời thực. Ví dụ như cầu vòng, chiếc đũa bị cong khi bỏ vào ly nước… Vậy khúc xạ ánh sáng là gì? Nguyên nhân nào gây ra hiện tượng này, các ứng dụng của nó trong thực tế. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu nhé.
Xem Tóm Tắt Bài Viết Này
Khúc xạ ánh sáng là gì?
Khúc xạ ánh sáng là sự uốn cong của sóng khi truyền từ môi trường tự nhiên này sang môi trường tự nhiên khác. Khúc xạ bộc lộ sự biến hóa tốc độ ( vận tốc ) của sóng. Là sự bẻ cong ánh sáng ( nó cũng xảy ra với âm thanh, nước và những sóng khác ) khi nó truyền từ thiên nhiên và môi trường này sang môi trường tự nhiên khác .Sự uốn cong này giúp tất cả chúng ta ý tưởng ra thấu kính, kính lúp, lăng kính. Ngay cả đôi mắt của tất cả chúng ta cũng phụ thuộc vào vào hiện tượng này. Nếu không có khúc xạ, tất cả chúng ta sẽ không hề tập trung chuyên sâu ánh sáng vào võng mạc .
Nguyên nhân gây ra khúc xạ ánh sáng
Như ta đã biết ánh sáng có tốc độ khoảng 299.792.678 m/s trong môi trường chân không. Nhưng khi ánh sáng chiếu vào những môi trường khác nhau thì tốc độ sẽ thay đổi nhanh hay chậm phụ thuộc vào từng môi trường nhất định. Vậy nguyên nhân gây ra là ánh sáng thay đổi tốc độ và môi trường.
Bạn đang đọc: Khúc Xạ Ánh Sáng Là Gì? Nội Dung Định Luật Và Công Thức Tính">Khúc Xạ Ánh Sáng Là Gì? Nội Dung Định Luật Và Công Thức Tính
2 yếu tố tác động ảnh hưởng đến hiện tượng khúc xạ gồm :
- Thay đổi tốc độ: Nếu một chất làm cho ánh sáng tăng tốc hoặc chậm hơn, nó sẽ khúc xạ (uốn cong) nhiều hơn.
- Góc của tia tới: Nếu ánh sáng đi vào chất ở góc lớn hơn, lượng khúc xạ cũng sẽ nhiều hơn. Mặt khác, nếu ánh sáng đi vào môi trường có góc bằng 90° so với bề mặt, ánh sáng vẫn sẽ chậm lại, nhưng nó sẽ không thay đổi hướng.
- Nguyên nhân gây ra khúc xạ ánh sáng
Chỉ số khúc xạ của một số chất trong suốt
- Không khí: chỉ số khúc xạ = 1.
- Nước: Có chỉ số khúc xạ = 1.33.
- Ly thủy tinh: Là 1.5.
- Kim cương: 2.4.
- Rượu etylic: 1.362.
Định luật khúc xạ ánh sáng
Ta có một số kí hiệu như sau:
- SI: tia tới
- I: điểm tới
- N’IN: pháp tuyến với mặt phân cách tại I
- IR: tia khúc xạ
- i: góc tới
- r: góc khúc xạ
Nội dung định luật khúc xạ ánh sáng
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (là mặt phẳng được tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới.
- Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sin i) và sin góc khúc xạ (sin r) sẽ luôn không đổi, theo công thức sau:
Sini / sinr = const
Công thức tính chỉ số khúc xạ
Chỉ số khúc xạ ( n ) của thiên nhiên và môi trường là tỷ suất giữa vận tốc ánh sáng trong chân không ( c ) với vận tốc ánh sáng trong thiên nhiên và môi trường đó ( v ). Do đó, n hoàn toàn có thể được tính bằng công thức :
- n = c/v
Điều này có nghĩa rằng chỉ số khúc xạ của thiên nhiên và môi trường càng cao thì vận tốc ánh sáng xuyên qua nó càng chậm. Điều này có nghĩa là tỷ lệ quang của thiên nhiên và môi trường tăng khi chỉ số khúc xạ của nó tăng .
Ngoài ra chỉ số khúc xạ còn được tính bằng công thức sau:
- n = sin i/sin r
Trong đó sini là góc tới, còn sinr là góc khúc xạ .
Ứng dụng hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hiện tượng này là cơ sở để những nhà khoa học tạo ta nhiều loại thấu kính, lăng kính ship hàng cho nhiều ngành khoa học khác nhau .
Thấu kính
Một thấu kính chỉ đơn thuần là một khối cong bằng thủy tinh hoặc nhựa. Có nhiều loại thấu kính gồm :
- Kính lúp: Là loại thấu kính đơn giản nhất, giúp quan sát các vật có kích thước nhỏ mà mắt thường khó quan sát được
- Thấu kính hội tụ: Mỗi tia sáng đi vào một thấu kính hội tụ (lồi) khúc xạ vào bên trong khi nó đi vào thấu kính và đi vào lại khi nó rời đi. Những khúc xạ này làm cho các tia sáng song song lan ra, truyền trực tiếp ra khỏi một tiêu điểm tưởng tượng.
- Áng sáng khi đi qua thấu kính hôi tụ
- Thấu kính phân kỳ: Mỗi tia sáng đi vào một thấu kính phân kỳ khúc xạ ra bên ngoài khi nó đi vào thấu kính và hướng ra ngoài một lần nữa khi nó rời đi. Những khúc xạ này làm cho các tia sáng song song lan ra, truyền trực tiếp ra khỏi một tiêu điểm tưởng tượng.
Lăng kính
Isaac Newton đã thực thi một thí nghiệm nổi tiếng sử dụng một khối thủy tinh hình tam giác gọi là lăng kính. Ông sử dụng ánh sáng mặt trời chiếu xuyên qua hành lang cửa số để tạo ra một dải màu ở phía đối lập căn phòng .Thí nghiệm này cho thấy ánh sáng trắng thực sự được tạo ra từ tổng thể những sắc tố của cầu vồng. Bảy màu này gồm : đỏ, cam, vàng, xanh lá cây, xanh dương, chàm và tím .
Newton đã chỉ ra rằng mỗi màu này không thể biến thành các màu khác. Ông cũng cho thấy rằng chúng có thể được kết hợp lại để tạo ra ánh sáng trắng một lần nữa.
Giải thích cho những màu tách ra là ánh sáng được tạo thành từ sóng. Ánh sáng đỏ có bước sóng dài hơn ánh sáng tím. Chỉ số khúc xạ của ánh sáng đỏ trong thủy tinh hơi khác so với ánh sáng tím. Ánh sáng tím chậm hơn nhiều so với ánh sáng đỏ, vì thế nó bị khúc xạ ở một góc lớn hơn .Hiện tượng khúc xạ này đã giúp tất cả chúng ta ý tưởng ra kính hiển vi, kính thiên văn … giúp quan sát được nhiều vật thể có size vô vùng nhỏ như tế bào, vi trùng. Hoặc phát hiện nhiều hành tinh mới trong ngoài hành tinh .Trên đây là những kỹ năng và kiến thức hữu dụng về hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Thư viện khoa học mong rằng bạn đã được phân phối thêm những kiến thức và kỹ năng cơ bản cho quy trình học tập. Chúc bạn học tốt .
Source: https://sangtaotrongtamtay.vn
Category: Khoa học