Nội dung hiện tượng khúc xạ ánh sáng và các câu hỏi thực tế liên quan

Nội dung hiện tượng khúc xạ ánh sáng và các câu hỏi thực tế liên quan

Trong bài viết này cùng học vui  xin giới thiệu phần câu hỏi thực tế liên quan đến chủ đề hiện tượng khúc xạ ánh sáng nhằm hỗ trợ cho các bạn có thêm tư liệu học tập, đặc biệt là các bạn đang chuẩn bị bước vào những kỳ thi đặc biệt. Chúc các bạn học tốt!

I. Định nghĩa về khúc xạ ánh sáng

Khúc xạ hay chiết xạ là thuật ngữ thường dùng để chỉ hiện tượng ánh sáng đổi hướng khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt có chiết suất khác nhau.

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì?

Hiệu ứng khúc xạ là nguyên nhân gây ra nhiều hiện tượng quen thuộc đa dạng, như sự uốn cong rõ ràng của một vật chìm một phần trong nước và ảo ảnh nhìn thấy trên sa mạc cát, nóng bỏng. Sự khúc xạ sóng ánh sáng khả kiến cũng là một đặc trưng quan trọng của thấu kính, cho phép chúng hội tụ chùm tia sáng vào một điểm.

II. Nội dung định luật khúc xạ ánh sáng

1. Định luật Snell trong khúc xạ ánh sáng

Khi sóng ánh sáng truyền từ một môi trường khúc xạ kém (như không khí) sang môi trường khúc xạ hơn (như nước), vận tốc sóng giảm đi. Ngược lại, khi ánh sáng truyền từ môi trường khúc xạ hơn (nước) sang môi trường khúc xạ kém (không khí), vận tốc sóng tăng lên.

Định luật Snell mô tả mối quan hệ giữa góc của hai sóng ánh sáng và chiết suất của hai chất liệu có dạng:

\({\displaystyle {\sin(i) \over \sin(r)}={n_{2} \over n_{1}}}\)

với:

• i là góc giữa tia sáng đi từ môi trường 1 tới mặt phẳng phân cách và pháp tuyến của mặt phẳng phân cách hai môi trường.
• r là góc giữa tia sáng đi từ mặt phân cách ra môi trường 2 và pháp tuyến của mặt phẳng phân cách hai môi trường.
• \(n_1\) là chiết suất môi trường 1.
• \(n_2\) là chiết suất môi trường 2.
• Tỉ số \({\displaystyle {n_{2} \over n_{1}}}\) không thay đổi, phụ thuộc vào bản chất của hai môi trường được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường chứa tia khúc xạ.

Bạn cần biết: Định luật khúc xạ ánh sáng

2. Chiết suất của một chất trong môi trường ánh sáng

Chiết suất của một chất hoặc một vật liệu trong suốt được định nghĩa là tương quan tốc độ ánh sáng truyền qua chất đó so với tốc độ của nó trong chân không. Bằng quy ước, người ta định nghĩa chiết suất của chân không có giá trị 1, đóng vai trò là một giá trị tham chiếu được chấp nhận rộng rãi. Chiết suất của những vật liệu trong suốt khác, thường được kí hiệu là n, được định nghĩa qua phương trình:

\(n = \dfrac{c}{v}\)

trong đó:

• c là tốc độ ánh sáng trong chân không.
• v là vận tốc ánh sáng trong chất liệu.

Có thể bạn quan tâm: 

• Công - công suất
• Lực đẩy Acsimet
• Khối lượng riêng của chất lỏng

III. Bài tập khúc xạ ánh sáng có lời giải

Câu 1:  Vì sao khi một thanh hoặc một que thẳng cắm nghiêng trong một cốc nước, thanh không còn thẳng nữa, mà nghiêng đi một góc khác? Khi rút ống hút ra khỏi cốc, hoặc cắm thẳng đứng ống hút vào cốc, ta không quan sát thấy hiện tượng trên nữa?

Giải thích:

Ánh sáng bị khúc xạ khi nó đi ra khỏi nước, mang lại ảo giác là các vật trong nước hình như vừa méo mó vừa trông gần hơn so với thực tế.  Trước tiên sóng phải truyền qua nước, rồi truyền qua mặt phân giới thủy tinh-nước và cuối cùng truyền vào không khí. Sóng ánh sáng đến từ các mặt (trước và sau) của ống bị lệch ở mức độ nhiều hơn so với sóng đến từ chính giữa ống, khiến nó trông có vẻ lớn hơn thực tế.

Câu 2: Vì sao ta nhìn thấy hiện tượng bầu trời đêm đầy sao lấp lánh?

Giải thích:

Vào những buổi đêm khi nhìn lên trời bạn thấy được các "vì sao" lấp lánh, nguyên nhân của nó là do ánh sáng từ các ngôi sao bị khúc xạ (gãy khúc) nhiều lần khi truyền từ không gian xuyên qua bầu khí quyển của trái đất.

Câu 3: Vì sao chậu thau đựng đầy nước, khi nhìn nghiêng thấy nước trở thành nông hơn?

Giải thích:

Trong cùng một loại môi trường, ánh sáng bao giờ cũng truyền theo đường thẳng-đường ngắn nhất. Song nó từ một loại môi trường đi vào một môi trường khác, ví dụ như từ không khí vào nước, hoặc từ nước vào không khí, do tốc độ truyền của ánh sáng trong hai loại môi trường đó khác nhau, trên mặt phân cách của hai môi trường, ánh sáng sẽ bị cong lại, đi theo một đường gấp khúc. Loại hiện tượng này của ánh sáng gọi là khúc xạ ánh sáng. Chậu nước của bạn trông thấy biến thành nông đi chính là do khúc xạ của ánh sáng gây nên.

Xem ngay:  Hướng dẫn giải định luật khúc xạ ánh sáng

Sau khi học xong lý thuyết, độc giả có thể tham khảo cách giải công thức Vật lý tại cunghocvui.com. Chúc các bạn có một buổi học vui vẻ!

Công thức về định luật khúc xạ ánh sáng

• Công thức về định luật khúc xạ ánh sáng