Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Định luật khúc xạ ánh sáng là gì?
Trong bài viết hôm nay mình sẽ chia sẻ với các bạn về câu hỏi hiện tượng khúc xạ là hiện tượng gì? một cách chi tiết nhất nhé.
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì?
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng được giải thích như sau:
Ta có thể thấy thực tế khi pha một cốc nước đường song dùng thìa khuấy, chúng ta có thể thấy ở mặt phân cách giữa nước và không khí phần chiếc thìa dường như bị gãy và Ví dụ này chính là hiện tượng khúc xạ ánh sáng thường gặp trong thực tế.
Khúc xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường truyền ánh sáng.
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là một hiện tượng mà tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường thường là không khí và mặt nước.
2. Định luật khúc xạ ánh sáng là gì?
Trước khi nói đến định luật khúc xạ ánh sáng thì ta phải biết đến định luật khúc xạ được phát biểu thông qua các khái niệm góc tới, góc khúc xạ, tia tới, tia khúc xạ.
Hình minh họa 1
Ở hình vẽ trên, ta có:
- I ta gọi là điểm tới còn SI là tia tới
- IK là tia khúc xạ
- Đường NN' vuông góc với mặt phân cách ta gọi là pháp tuyến tại điểm tới
- Góc SIK được gọi là góc tới và ký hiệu là i
- Góc KIN' ta gọi là góc khúc xạ và ký hiệu là r
- Mặt phẳng chứa tia tới SI và pháp tuyến NN' là mặt phẳng tới.
Khi đó định luật khúc xạ ánh sáng được ta phát biểu dựa trên ba ý chính như sau:
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến)
- Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới
- Đối với hai môi trường trong suốt nhất định, tỷ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số (gọi là n)
sin i / sin r = n = const
+ Nếu n > 1 thì môi trường khúc xạ được gọi là chiết quang hơn (có chiết suất lớn hơn) môi trường tới mặt khác Tia khúc xạ gần pháp tuyến hơn so với tia tới (tia sáng bị bẻ gập vào) và:
+ Nếu n < 1 thì môi trường khúc xạ được gọi là chiết quan kém môi trường (có chiết suất nhỏ hơn) tới. Khi đó tia khúc xạ xa pháp tuyến hơn so với tia tới (toa sáng bị bẻ ra ngoài)
Hình minh họa 2
Vấn đề chủ yếu của hiện tượng khúc xạ của ánh sáng khi truyền từ nước sang không khí và ngược lại
Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước:
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
Khi tia sáng truyền được từ nước sang không khí:
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ lớn hơn góc tới
Tính thuận nghịch của khúc xạ ánh sáng
Một tia sáng đi từ bên ngoài không khí vào nước và khúc xạ tại mặt phân cách. Nếu đảo chiều ánh sáng cho ánh sáng đi từ nước ra không khí thì tia tới lại là RI và tia khúc xạ khi đó là IS. Từ tính chất này, ta suy ra công thức về sự tỷ lệ nghịch giữa 2 chiết suất tỉ đối:
n12 = 1 / n21
Một số bài tập vận dụng về định luật khúc xạ ánh sáng
Câu hỏi 1: (Câu C8 trang 110 Sách giáo khoa Vật lý 9): Giải thích hiện tượng nêu ra sau: Đặt mắt nhìn theo một chiếc đũa thẳng từ đầu trên, ta không nhìn thấy đầu dưới của đũa. GIữ nguyên vị trí đặt mắt, đổ nước vào bát, liệu có nhìn thấy đầu dưới của đức không?
Hướng dẫn trả lời:
- Khi chưa đổ nước vào bát, ta không nhìn thấy đầu dưới của chiếc đũa.
-tia sáng này không truyền đến được mắt.
- Khi chiếc đũa gặp mặt phân cách giữa môi trường không khí và nước thì tia sáng truyền từ đầu đũa đến mắt người bị bẻ gãy và không còn là một đường thẳng và khi đó tia sáng không bị chắn bởi thân đũa nên có thể đến được mắt. Mắt ta nhìn thấy đầu đũa là do vậy.
Câu hỏi 1: Chiếu 1 tia sáng từ nước ra không khí. Góc tạo ra giữa tia phản xạ và pháp tuyến là 60 độ. Tính góc tới?
Hướng dẫn giải:
Ta có: n1 = 4/3, n2 = 1
sin i / sin r = n2 / n1
=> sin i = (n2 / n1) / sin r = 3/4
=> i = 53,9 độ
Trên đây là những chia sẻ của mình về câu hỏi hiện tượng khúc xạ là hiện tượng gì, cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của mình nhé.
