I. Khúc xạ ánh sáng

Khúc xạ ánh sáng

      Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.

  • Hệ hai môi trường truyền sáng phân cách bằng mặt phẳng được gọi là lưỡng chất phẳng.
  • Mặt phân cách giữa hai môi trường gọi là mặt lưỡng chất.

 

Hình 26.2, ta gọi:  +) I: điểm tới

                             +) SI: tia tới

                             +) N’IN: pháp tuyến với mặt phân cách tại I

                             +) IR: tia khúc xạ

                             +) i: góc tới

                             +) r: góc khúc xạ

  • Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (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 (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi.

\frac{sin i}{sin r}=n

với n là hằng số tùy thuộc vào môi trường khúc xạ và môi trường tới

Ánh sáng bị khúc xạ khi qua một môi trường khác

II. Chiết suất của môi trường

1. Chiết suất tỉ đối

     Tỉ số không đổi \frac{sin i}{sin r} trong hiện tượng khúc xạ được gọi là chiết suất tỉ đối n_{21} của môi trường (2) chứa tia khúc xạ và môi trường (1) chứa tia đối.

  • Nếu n_{21}> 1 thì r < i: tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn, môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1).
Góc khúc xạ bé hơn góc tới
  • Nếu n_{21}< 1 thì r > i: tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến hơn, môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1).
Góc khúc xạ lớn hơn góc tới

2. Chiết suất tuyệt đối

     Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không.

  • Chiết suất của chân không là 1
  • Chiết suất của không khí được làm tròn là 1
  • Mọi môi trường trong suất đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1

n_{21}=\frac{n_{2}}{n_{1}}

với n_{1},n_{2} lần lượt là chiết suất tuyệt đối của môi trường (1), (2)

  • Công thức của định luật khúc xạ có thể viết theo dạng đối xứng:

n_{1}sini= n_{2}sinr

  • Khi nói “chiết suất môi trường là n …” thì hiểu đây là chiết suất tuyệt đối. Nếu đề cập tới chiết suất tỉ đối thì phải nói rõ.

III. Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng

     Ánh sáng đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. Đây là tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng.

n_{12}=\frac{1}{n_{21}}

Nguyên nhân của hiện tượng khúc xạ là sự thay đổi tốc độ truyền ánh sáng. Người ta thiết lập được hệ thức về chiết suất tuyệt đối n của một môi trường như sau:

n=\frac{c}{v}

với: +) c là tốc độ ánh sáng trong chân không

       +) v là tốc độ ánh sáng trong môi trường

 

IV. Bài tập

 

Bài tập 1: Chiếu ánh sáng từ không khí vào nước có chiết suất n=\frac{4}{3}. Nếu góc khúc xạ r là 30^{\circ} thì góc tới i bằng bao nhiêu?

Lời giải: Tại đây

 

Bài tập 2: Chiếu một chùm tia hẹp từ môi trường (1) vào môi trường (2) với góc tới i=45^{\circ} ta nhận được chùm ta khúc xạ lệch 15^{\circ} so với tia tới. Tính chiết suất tỉ đối n_{21} của môi trường (2) đối với môi trường (1).

Lời giải: Tại đây

Người đóng góp
Comments to: Bài 26: Khúc xạ ánh sáng