Chào mừng bạn đến với Selfomy Hỏi Đáp, hãy Hỏi bài tập hoặc Tham gia ngay
+3 phiếu
253 lượt xem
trong Vật lý lớp 10 bởi Trương Hàn ● Ban Quản Trị Tiến sĩ (13.6k điểm)

1 Câu trả lời

+2 phiếu
bởi ErenJeager Thần đồng (695 điểm)
được bầu chọn là câu hỏi hay nhất bởi Trương Hàn ● Ban Quản Trị
 
Hay nhất

Ánh sáng truyền trong không khí gãy khúc, hay khúc xạ, khi nó đi vào một môi trường khác ví dụ như thủy tinh. Khi các sóng như sóng ánh sáng bị khúc xạ, chúng chịu sự biến đổi hướng truyền do sự biến đổi ở vận tốc của chúng. Sự khúc xạ thường xảy ra khi một tia sáng đi từ một môi trường sang môi trường khác, và mỗi chất liệu đã biết đều làm chậm ánh sáng so với tốc độ của nó trong chân không. Đặc biệt, sự khúc xạ ánh sáng xảy ra tại ranh giới giữa hai môi trường (ví dụ, giữa không khí và nước), tại điểm mà vận tốc pha của ánh sáng biến đổi, và ánh sáng đổi hướng truyền. Ngoài ra, bước sóng của ánh sáng thay đổi tại mặt phân cách giữa hai môi trường, nhưng tần số ánh sáng vẫn không đổi. Để hiểu khái niệm vận tốc pha, hãy tưởng tượng một gợn hình sin làm bằng gỗ và đang trượt sang phải. Vận tốc pha đơn giản là tốc độ bình thường mà gợn bằng gỗ đang chuyển động. Bây giờ hãy tưởng tượng một sóng trong hồ nước, trong đó một chiếc lá trên mặt hồ đang dao động thẳng đứng khi sóng truyền qua. Trong trường hợp này, hình ảnh sóng chuyển động sang phải với vận tốc pha vp, giống hệt như gợn gỗ, còn chiếc lá có thể chẳng có chuyển động ngang nào hết. Tôi thích chứng minh sự khúc xạ với mấy bạn trẻ bằng cách nhúng ngón tay của tôi vào hồ nuôi cá cảnh loại lớn. Do không khí có chiết suất 1,0003 và nước có chiết suất 1,33 cho nên khi các vị khách nhìn vào ngón tay chỉ thẳng của tôi nhúng một phần trong nước, ngón tay có vẻ bị gãy đột ngột tại mặt nước. Trước khi bọn cá tới cắn ngón tay tôi, tôi giải thích với các vị khách trẻ rằng sự bẻ cong biểu kiến này là do sự bẻ cong của các tia sáng khi chúng đi từ nước ra không khí. Sau đó, tôi viết nguệch ngoạc định luật Snell lên cái khăn ăn,

n1sin(q1) = n2sin(q2)

và giải thích cách sử dụng định luật để tính mức độ ánh sáng bị khúc xạ khi truyền từ không khí vào nước. (Bạn có thể chứng minh hiện tượng này một cách an toàn hơn với một cái bút chì và một cốc nước.) Ở đây, n1 và n2 là chiết suất của môi trường 1 và 2. Góc giữa ánh sáng tới và một đường vuông góc với mặt phân cách được gọi là góc tớiq1. Tia sáng tiếp tục đi từ môi trường 1 vào môi trường 2 và rời mặt phân cách giữa hai môi trường với góc q2 hợp với đường vuông góc với mặt phân cách. Góc thứ hai này được gọi là góc khúc xạ. Hãy nhớ rằng sự khúc xạ ám chỉ sự gãy khúc của một sóng khi nó đi vào một môi trường trong đó tốc độ của nó thay đổi. Khi ánh sáng đi từ một “môi trường nhanh” sang một “môi trường chậm”, sự khúc xạ làm gãy tia sáng về phía pháp tuyến (đường thẳng tưởng tượng vuông góc) với mặt phân cách giữa hai môi trường. Lượng gãy khúc phụ thuộc vào n1 và n2 và được mô tả định lượng bằng định luật Snell. Chiết suất n của nước, thủy tinh, không khí, hay bất kì vật liệu nào là hệ số mà vận tốc pha của sóng điện từ bị chậm đi trong vật liệu đó, so với vận tốc của nó trong chân không, n phụ thuộc vào bước sóng của bức xạ đang nghiên cứu. Một số giá trị thí dụ cho n ở bước sóng 589,3 nm là chân không 1; không khí 1,00029; nước lỏng 1,333; thủy tinh 1,5 – 1,9; và kim cương 2,419.Định luật phản xạ ánh sáng, ở dạng đơn giản phát biểu rằng góc phản xạ của một tia sáng khỏi một bề mặt bằng với góc tới, cùng định luật khúc xạ ánh sáng có thể được suy ra từ các phương trình điện học và từ học của James Clerk Maxwell và thường áp dụng đúng cho một vùng rộng của phổ điện từ. Hai định luật trên cũng có thể được suy luận ra từ các lí thuyết đơn giản hơn của ánh sáng, như lí thuyết đã được trình bày bởi nhà vật lí Hà Lan Christiaan Huygens (1629-1695) vào năm 1678. Huygens sử dụng các hình vẽ để biểu diễn một đầu sóng cho trước sẽ ở đâu tại một thời điểm bất kì. Sự khúc xạ có vô số ứng dụng ngày nay. Ví dụ, một thấu kính lồi sử dụng sự khúc xạ làm cho các tia sáng song song hội tụ lại. Không có sự khúc xạ ánh sáng bởi thủy tinh thể trong mắt, chúng ta sẽ không thể nhìn đúng và các thấu kính truyền thống dùng cho camera sẽ không tồn tại. Ví dụ, sóng địa chấn – các sóng năng lượng gây ra bởi sự nứt vỡ đột ngột của đá dưới lòng đất –thay đổi tốc độ bên trong Trái Đất và bị gãy khúc khi chúng đi tới mặt ranh giới giữa các vật liệu theo định luật Snell. Các nhà địa chất có thể nghiên cứu các lớp bên trong Trái Đất bằng cách nghiên cứu hành trạng của các sóng khúc xạ và phản xạ. Khi một chùm ánh sáng truyền từ một vật liệu chiết suất cao sang một vật liệu chiết suất thấp, dưới những điều kiện nhất định, chùm tia có thể bị phản xạ toàn bộ. Hiện tượng quang học này thường được gọi là phản xạ toàn phần, và nó xảy ra khi ánh sáng bị khúc xạ tại mặt phân cách môi trường đến mức nó bị phản xạ ngược lại. Đó là trường hợp trong các loại sợi quang nhất định, trong đó ánh sáng đi vào một đầu bị giữ lại bên trong cho đến khi nó ló ra ở đầu bên kia. Bạn có thể sử dụng định luật Snell để tìm hiểu và tính toán điều kiện cần thiết cho sự phản xạ toàn phần. Trước tiên, cho góc khúc xạ q2 = 90o, rồi tính góc tới. Vì ta không thể làm khúc xạ ánh sáng nhiều hơn 90o, nên dưới điều kiện này, toàn bộ ánh sáng sẽ phản xạ đối với các góc tới lớn hơn góc cho bởi góc khúc xạ 90o. Đặc điểm của kim cương gia công đem lại một ví dụ nữa cho sự phản xạ toàn phần. Các chùm ánh sáng bị phản xạ bên trong tinh thể kim cương có hình dạng chính xác nên kim cương lóng lánh và thường phát ra ánh sáng theo hướng của mắt người nhìn. Nói cách khác, việc cắt kim cương khai thác sử dụng sự phản xạ toàn phần để phần lớn ánh sáng lọt vào kim cương bị phản xạ bên trong kim cương cho đến khi chúng ló ra ở những mặt trên nhất định làm cho kim cương sáng lấp lánh. Mỗi tia sáng thường chịu vài lần phản xạ toàn phần trước khi ló ra khỏi kim cương. Sự phản xạ toàn phần giúp giam cầm ánh sáng để nó truyền dọc theo sợi quang làm bằng vật liệu thích hợp, và nhờ đó sợi quang có thể dẫn sáng đi vòng qua các góc cạnh. Ví dụ, sợi quang có thể tương tự “sợi tóc” thủy tinh mỏng đến mức một khi ánh sáng đi vào ở một đầu, nó không bao giờ có thể chạm tới thành bên trong ở góc nhỏ hơn góc tới hạn gây ra phản xạ toàn phần. Ánh sáng chịu sự phản xạ toàn phần mỗi khi nó đi tới bề mặt sợi quang và cuối cùng đi ra ở đầu kia của sợi quang. Cáp quang được dùng để truyền tín hiệu điện thoại và vi tính và có thể có nhiều ưu điểm so với cáp điện truyền thống. Chẳng hạn, sợi quang có thể mang nhiều thông tin hơn trong một sợi nhỏ hơn truyền nhanh hơn cáp điện, và sợi quang không nhạy với trường điện từ tản lạc xung quanh sợi dẫn. Sợi quang được sản xuất tăng đột biến trong ngành truyền thông thế giới trong hai mươi năm qua và đã cho phép Internet bùng nổ. Sợi quang cũng được sử dụng trong y khoa, là một cách cho phép các bác sĩ nhìn vào bên trong cơ thể mà ít xâm hại nhất. Một số đèn nội soi sử dụng hai tuyến sợi quang. Một “sợi ảnh” được bao quanh bởi các “sợi sáng” mang ánh sáng đến đầu cuối để soi sáng mô đang quan tâm. Nói cách khác, hai bó sợi tách biệt tồn tại trong đèn nội soi linh hoạt, một để quan sát và một để truyền sáng.Sự phản xạ toàn phần còn có vai trò trong ảo tượng, ví dụ những ảo tượng có thể xuất hiện trên đường nhựa hoặc trên sa mạc vào ngày nắng nóng. Đặc biệt, thỉnh thoảng người quan sát có thể nhìn thấy ảnh lộn ngược của một quang cảnh và cây cối gần đó như thể chúng bị phản xạ trên hồ nước. Không khí gần mặt đất nóng hơn không khí trên cao và có chiết suất nhỏ hơn chiết suất của không khí lạnh. Ánh sáng từ bất kì điểm nào trên vật truyền xuống có thể bị khúc xạ ra xa pháp tuyến, và khi nó đi gần mặt đất nó bị phản xạ toàn bộ tại lớp không khí chiết suất thấp hơn. Ánh sáng khúc xạ đi vào mắt người quan sát và có thể đem lại sự xuất hiện của ảnh nằm bên dưới mặt đất. Cho đến năm 2001, toàn bộ những vật liệu đã biết đều có chiết suất dương. Tuy nhiên, vào năm 2001, các nhà khoa học đến từ Đại học California ở San Diego đã mô tả một vật liệu composite khác lạ có chiết suất âm, về cơ bản là đảo ngược định luật Snell. Vật liệu kì lạ này là hỗn hợp gồm sợi thủy tinh, các vòng đồng, và các dây dẫn có khả năng làm hội tụ ánh sáng theo một kiểu mới lạ. Những kiểm tra sơ bộ cho thấy, chẳng hạn, vi sóng ló ra khỏi vật liệu theo đúng hướng ngược lại với định luật Snell dự đoán. Các nhà vật lí Sheldon Schultz, David R. Smith, và Richard A. Shelby nêu giả thuyết rằng vật liệu mới không hẳn chỉ là sự hiếu kì vật lí bởi vì có thể ngày nào đó nó sẽ dẫn đến sự phát triển của các anten mới lạ và các dụng cụ điện từ khác. Trên lí thuyết, một tấm vật liệu chiết suất âm có thể tác dụng như một siêu thấu kính tạo ra các hình ảnh hết sức chi tiết. Mặc dù đa số các thí nghiệm buổi đầu với những loại vật liệu kì lạ này được tiến hành với vi sóng, nhưng vào năm 2007 một đội nghiên cứu đứng đầu bởi Henri Lezec thuộc Viện Công nghệ California ở Pasadena đã thu được chiết suất âm cho ánh sáng nhìn thấy. Để tạo ra ảnh như thể nó được làm bởi vật liệu khúc xạ âm, đội Lezec đã chế tạo một lăng kính kim loại chia lớp được đục lỗ bởi một mê cung rãnh nhỏ cỡ nano. Đây là lần đầu tiên các nhà vật lí nghĩ ra một cách làm cho ánh sáng nhìn thấy đi theo hướng ngược lại với cách nó thường gãy khúc khi truyền từ vật liệu này sang vật liệu khác. Một số nhà vật lí đề xuất rằng hiện tượng này một ngày nào đó có thể đưa đến các kính hiển vi quang học để tạo ảnh của các vật nhỏ cỡ phân tử và để chế tạo các dụng cụ tàng hình che giấu các vật thành vô hình. Năm 2005, Akhlesh Lakhtakia thuộc trường Đại học Pennsylvania và Tom Mackay thuộc Đại học Edinburgh xác định được rằng sự khúc xạ âm xung quanh một lỗ đen quay tròn có thể làm thay đổi vị trí biểu kiến của các ngôi sao khi nhìn từ phía Trái Đất – ít nhất là trên lí thuyết. 

bởi Trương Hàn ● Ban Quản Trị Tiến sĩ (13.6k điểm)
chưa chính xác lắm nha bạn! bạn còn thiếu ví dụ nữa

Các câu hỏi liên quan

0 phiếu
2 câu trả lời 309 lượt xem
đã hỏi 19 tháng 9, 2019 trong Vật lý lớp 7 bởi trithongthai Học sinh (33 điểm)
0 phiếu
1 trả lời 921 lượt xem
đã hỏi 20 tháng 5, 2020 trong Khác bởi YasuoVN Thạc sĩ (7.1k điểm)
0 phiếu
1 trả lời 6.1k lượt xem
Cho ví dụ về định luật phản xạ ánh sáng.
đã hỏi 4 tháng 11, 2016 trong Vật lý lớp 7 bởi Băng Nhi
0 phiếu
1 trả lời 302 lượt xem
0 phiếu
1 trả lời 1.6k lượt xem
đã hỏi 6 tháng 4, 2021 trong Vật lý lớp 9 bởi toitenla01 Cử nhân (3.2k điểm)
+1 thích
2 câu trả lời 3.9k lượt xem
1.Ví dụ về ứng dụng của định luật truyền thẳng ánh sáng ? 2. Nguyên nhân tạo ra bóng tối phía sau vật cản ? Vd bóng tối, bóng nửa tối ?
đã hỏi 26 tháng 12, 2016 trong Vật lý lớp 7 bởi Lưu An Tiến sĩ (10.8k điểm)
0 phiếu
2 câu trả lời 1.9k lượt xem
cho ví dụ định luật truyền thẳng  của ánh sáng giùm mình đi. mai mình thi rồi  
đã hỏi 11 tháng 12, 2016 trong Vật lý lớp 7 bởi Khách
+1 thích
15 câu trả lời 44.4k lượt xem
Nêu định luật truyền thẳng của ánh sáng và nêu ví dụ Làm dùm mình nha mai thi rồi  
đã hỏi 2 tháng 11, 2016 trong Vật lý lớp 7 bởi Ngọc huyền
0 phiếu
1 trả lời 813 lượt xem
Câu 1: Nội dung nào sau đây không thuộc về Định luật phản xạ ánh sáng: A. Góc phản xạ bằng góc tới. B. Tia phản xạ nằm ... c SIN = i gọi là góc tới. D. Góc phản xạ nhỏ hơn góc tới.
đã hỏi 5 tháng 5, 2021 trong Vật lý lớp 7 bởi tngnhatganh117 Cử nhân (3.3k điểm)
0 phiếu
1 trả lời 65 lượt xem
đã hỏi 4 tháng 1, 2022 trong Vật lý lớp 7 bởi Khách
  1. nguyenmanh04102009212

    166 Điểm

  2. tnk11022006452

    120 Điểm

  3. minhquanhhqt160

    64 Điểm

Phần thưởng hằng tháng
Hạng 1: 200.000 đồng
Hạng 2: 100.000 đồng
Hạng 3: 50.000 đồng
Hạng 4-10: 20.000 đồng
Bảng xếp hạng cập nhật 30 phút một lần
...