Khúc xạ ánh sáng - Tổng hợp lý thuyết quan trọng

KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 

Trong bộ môn Vật lý 11, các em học sinh sẽ được học về khúc xạ ánh sáng. Đây là phần kiến thức quan trọng, bài viết dưới đây cunghocvui.com sẽ tổng hợp lý thuyết về chủ đề này.

1. Khái niệm 

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng bị gãy khúc khi truyền xiên góc giữa hai môi trường trong suốt

2. Định luật khúc xạ ánh sáng

Ta có:

+ 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. 

Định luật: 

+ Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới. 

+ Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới. 

+ Đối với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số: \(\frac{sini}{sinr} = n\) (Hằng số \(n_{21}\) được gọi là chiết suất tỉ số đối của môi trường khúc xạ 2 đối với môi trường 1.

3. Chiết suất 

a) Chiết suất tuyệt đối 

- Là đại lượng vật lý được xác định bằng công thức: \(n = \frac{c}{v}\).

Trong đó: 

+ n: Chiết suất của môi trường; 

+ c: Tốc độ ánh sáng trong chân không;

+ v: tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường xét. 

b) Chiết suất tỉ đối 

- Chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1 bằng tỉ số giữa các tốc độ truyền ánh sáng \(v_1\) và \(v_2\), trong môi trường 1 và môi trường 2: \(n_{21} = \frac{n_2}{n_1} = \frac{v_1}{v_2}\)

Trong đó: 

+ \(n_{21}\): Chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1;

+ \(n_1\): Chiết suất tuyệt đối của môi trường 1; 

+ \(n_2\): Chiết suất tuyệt đối của môi trường 2;

+ \(v_1\), \(v_2\): Tốc độ truyền ánh sáng.

- Công thức khúc xạ dạng đối xứng: \(n_1sini = n_2sinr\)

=> Do chiết suất của các môi trường khác nhau là khác nhau nên tốc độ truyền ánh sáng trong các môi trường là khác nhau. Theo nguyên lý Huyghen khi đến mặt phân cách giữa các môi trường trong suốt theo phương xiên góc, vận tốc ánh sáng thay đổi đột ngột khiến tia sáng bị đổi hướng, gây hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Nếu ánh sáng truyền thẳng góc thì không xảy ra hiện tượng này. 

*Chú ý: 

- Nếu \(n_{21} > 1\) => \(n_2 > n_1 \) => \(r < i\): Môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1. 

=> Tia khúc xạ ở gần pháp tuyến hơn so với tia tới. 

- Nếu \(n_{21} < 1\) => \(n_2 < n_1\) => \(r > 1\): Môi trường 2 chiết quang kém hơn môi trường 1.

=> Tia khúc xạ ở xa pháp tuyến hơn so với tia tới. 

=> Môi trường nào có chiết suất lớn hơn thì môi trường đó "bẻ gẫy" tia sáng nhiều hơn tức là tia sáng gần pháp tuyến hơn so với tia tới. 

4. Ứng dụng 

- Trong thiên văn học, các nhà thiên văn có thể vi chỉnh các ống kính thiên văn để hình ảnh quan sát rõ hơn. 

Trên đây là toàn bộ lý thuyết về khúc xạ ánh sáng, rất mong hữu ích đối với độc giả.