Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Nội dung định luật và Bài tập

Khúc xạ ánh sáng là gì? Nêu lí thuyết và ứng dụng của định luật khúc xạ ánh sáng lớp 11? Các ứng dụng của hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Đây đều là những câu hỏi được rất nhiều bạn học sinh quan tâm. Cùng Tip.edu.vn tìm hiểu khúc xạ ánh sáng là gì cũng như những thông tin xung quanh hiện tượng này qua bài viết dưới đây nhé!

Khúc xạ ánh sáng là gì?

Định nghĩa của sự khúc xạ ánh sáng là gì? Các lý thuyết quan trọng về khúc xạ ánh sáng là gì? Tìm hiểu thêm thông tin bên dưới.

Khái niệm khúc xạ ánh sáng là gì?

Khúc xạ ánh sáng được định nghĩa là sự lệch hoặc đứt gãy, của các tia sáng khi truyền theo một góc qua mặt phân cách giữa hai phương tiện trong suốt khác nhau.

Định luật khúc xạ ánh sáng là gì?

Từ hình trên, chúng tôi gọi như sau:

• SI: tia tới
• TÔI: Điểm đến
• KHÔNG CÓ: bình thường với giao diện tại I
• IR: tia khúc xạ
• tôi: tỷ lệ mắc bệnh
• NS: góc khúc xạ

Khi thay đổi góc tới i, thí nghiệm cho kết quả sau gọi là định luật khúc xạ ánh sáng. Nội dung của định luật khúc xạ ánh sáng được xác định như sau:

• Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (là mặt phẳng tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở phía khác pháp tuyến đối với tia tới.
• Đối với hai môi trường trong suốt cho trước, tỉ số giữa sin của góc tới (sin i) và sin của góc khúc xạ (sin r) sẽ luôn không đổi, theo công thức sau:

Sini / sinr = const

• Đối với một cặp môi trường trong suốt đã cho, tỉ số giữa sin của góc tới (sini) và sin của góc khúc xạ (sinr) luôn là một số không đổi. Hằng số này phụ thuộc vào bản chất của hai môi trường và được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường chứa tia khúc xạ (môi trường 2) đối với môi trường chứa tia tới (môi trường 1); được ký hiệu là n21.
  Biểu thức: sini / sinr = n21
  + Nếu n21> 1 thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Chúng tôi nói môi trường (2)
  môi trường kém chiết suất (1).
  + Ngọn nến 21 <1 thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới. Chúng tôi nói rằng phương tiện (2) dày đặc hơn về mặt quang học so với phương tiện (1).
  + Nếu i = 0 thì r = 0: tia sáng vuông góc với mặt phân cách sẽ truyền thẳng.
  + Nếu hướng tia tới theo phương KI thì tia khúc xạ sẽ đi theo phương IS (theo nguyên tắc thuận nghịch với phương truyền tia sáng).
  Do đó, ta có n21 = 1 / n12.

Chiết suất của môi trường trong sự khúc xạ ánh sáng

Có thể thấy chiết suất của môi trường khúc xạ ánh sáng có hai loại là chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối. Vậy chiết suất tỉ đối là gì? Chiết suất tuyệt đối là gì? Nó sẽ được thể hiện qua thông tin bên dưới.

Chiết suất tuyệt đối

• Chiết suất tuyệt đối của một môi trường được định nghĩa là chiết suất của nó đối với chân không.
• Vì chiết suất của không khí xấp xỉ bằng 1 nên khi không cần độ chính xác cao, chiết suất của một chất đối với không khí có thể coi bằng chiết suất tuyệt đối của nó.
• Giữa chiết suất tỉ đối n21 của môi trường 2 đối với môi trường 1 và chiết suất tuyệt đối của chúng n2 và n1 sẽ có mối quan hệ: n21 = n2n1
• Ngoài ra, người ta còn chứng minh rằng: Chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt tỉ lệ nghịch với tốc độ ánh sáng trong môi trường đó: n2n1 = v1v2
  Do đó, nếu môi trường 1 là chân không thì ta có: n1 = 1 và v1 = c = 3.108m / s => Kết quả: n2 = cv2
• Vì tốc độ ánh sáng trong mọi môi trường nhỏ hơn tốc độ ánh sáng trong chân không nên chiết suất tuyệt đối của môi trường luôn lớn hơn 1.
• Ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường trong suốt cho biết tốc độ ánh sáng trong môi trường đó nhỏ hơn tốc độ ánh sáng trong chân không bao nhiêu lần.

Chỉ số khúc xạ đối ứng

• Tỷ số không đổi sini / sinr có trong hiện tượng khúc xạ được gọi là chiết suất tương đối n.₂₁của môi trường (2) (môi trường chứa tia khúc xạ) đến môi trường (1) (môi trường chứa tia tới). Công thức như sau: sini / sinr = n₂₁
• Nếu n₂₁> 1 thì r
• Nếu n₂₁< 1 then r > i: Trong trường hợp này, tia khúc xạ bị lệch thêm so với pháp tuyến. Phương tiện (2) kém đặc hơn về mặt quang học so với phương tiện (1).

Khả năng truyền ánh sáng thuận nghịch

Hình ảnh trên cho thấy rằng, nếu đổi hướng và ánh sáng truyền từ nước ra không khí theo tia RI, thì nó khúc xạ vào không khí theo tia IS. Do đó, ánh sáng đi theo hướng nào cũng sẽ truyền ngược lại theo đường đó. Đây được gọi là tính thuận nghịch của quá trình truyền ánh sáng.

Từ tính thuận nghịch => n_{thứ mười hai} = 1 / n21

Tính thuận nghịch này cũng biểu hiện trong sự truyền và phản xạ tuyến tính.

Trên đây là những kiến ​​thức bổ ích về hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì, khái niệm, định nghĩa và nội dung của hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Ngoài ra, bài viết còn cung cấp các khái niệm về chiết suất tỉ đối, chiết suất tuyệt đối là gì cũng như tính thuận nghịch của quá trình truyền ánh sáng. Hy vọng bài viết đã cung cấp những thông tin cần thiết cho các bạn trong quá trình học tập và nghiên cứu bản thân. Nếu còn bất cứ thắc mắc nào liên quan đến nội dung bài viết Khúc xạ ánh sáng là gì, hãy để lại bình luận để cùng Tip.edu.vn trao đổi thêm nhé!

Xem chi tiết bài tập khúc xạ ánh sáng lớp 9:

Xem chi tiết bài tập khúc xạ ánh sáng lớp 11: