👉🏻 Hiện tượng 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.
Dưới nước có con cá nhỏ, tia sáng từ thân cá phản xạ ra, đến mặt phân cách giữa nước và không khí liền đổi hướng truyền theo đường thẳng, nó gấp nghiêng với mặt nước một góc. Cái đập vào mắt chúng ta chính là tia sáng đã gấp khúc đổi hướng. Song con mắt không cảm nhận được, vẫn cứ tưởng rằng tia sáng đó theo đường thẳng chiếu tới, và ngộ nhận ảnh ảo do tia sáng đã bị đổi hướng đó tạo ra con cá thật. Như vậy vị trí của cá trong nước nhìn có vẻ nông hơn.
Vì sao khi nhìn dưới nước ta lại thấy hình ảnh của con cá gần hơn so với thực tế ?
Trong thời kỳ đầu khi mà ngành Thiên văn học mới phát minh ra kính thiên Văn thì việc quan sát các vật thể ở xa bị ảnh hưởng rất nhiều bởi hiện tượng khúc xạ ánh sáng truyền từ không gian xuyên qua bầu khí quyển vào Trái Đất. Nhờ định luật khúc xạ mà các nhà Vật lý thiên văn đã có thể vi chỉnh được các ống kính thiên văn giúp quan sát hình ảnh một cách rõ nét hơn.
Ngày nay để loại bỏ hoàn toàn hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì các nhà khoa học đã đặt hẳn một chiếc kính thiên văn ngoài không gian.
Từ lý thuyết khúc xạ ánh sáng mà chúng ta có thể giải thích được vì sao khi nhìn lên bầu trời đêm lại quan sát được những ngôi sao lấp lánh. Bởi vào những buổi đêm khi mà nhìn lên trời tối bạn sẽ thấy được ánh sáng từ các ngôi sao bị khúc xạ nhiều lần khi truyền đi từ không gian và xuyên qua bầu khí quyển của Trái Đất.
✨ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Ngoài ra hiện tượng này là cơ sở để các nhà khoa học tạo ta nhiều loại thấu kính, lăng kính phục vụ cho nhiều ngành khoa học khác nhau.
9
Một hiện tượng ánh sáng tự nhiên đẹp nhất gây ra khi ánh sáng bị khúc xạ bởi các tinh thể băng trong khí quyển, các cột ánh sáng có thể trông siêu kỳ lạ và tuyệt đẹp trên bầu trời. Bất kỳ nguồn ánh sáng nào cũng có thể tạo ra một cột sáng và cột đó sẽ đảm nhận màu sắc của nguồn sáng.
Các cột ánh sáng thường được tìm thấy ở những thành phố có nhiều ánh sáng nhưng ngay cả ánh sáng của mặt trăng hoặc mặt trời cũng có thể tạo ra hiện tượng này. Điều kiện thời tiết cần phải hoàn hảo để các tinh thể băng hình thành và lơ lửng trong không khí.
Điều này sẽ xảy ra trong thời tiết rất lạnh, nơi không có gió. Các cột ánh sáng đã được phát hiện ở một số nước như Phần Lan, Mỹ, Canada và Nga.
1. Cột ánh sáng
10
11
Mặt trời giả (ảo nhật) - là một mảng ánh sáng mặt trời tập trung được nhìn thấy ở khoảng 22 độ ở bên trái hoặc bên phải của mặt trời. Mặt trời cũng được nhìn thấy ở cả hai mặt của mặt trời khi ánh sáng mặt trời khúc xạ qua các đám mây băng có chứa các tinh thể hình lục giác.
Hiện tượng ánh sáng tự nhiên đẹp nhất này có thể nhìn thấy khi mặt trời ở gần đường chân trời. Một số trong số chúng có màu đỏ ở bên trong và màu xanh xung quanh viền bên ngoài. Mặt trời giả xuất hiện bất kể mùa hay địa điểm, nhưng không phải lúc nào chúng cũng sáng nhiều và bạn cần một chút may mắn nhìn thấy một cái! Hiện tượng này không hẳn quá hiếm nhưng vấn đề chỉ là mặt trời đi đúng hướng liên quan đến các tinh thể băng trong không khí.
2. Mặt trời giả
12
n1 là chiết suất thủy tinh
n2 là chiết suất của không khí
Nếu I > igh
Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn: n2 < n1
Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn: i ≥ igh
Tại sao kim cương sáng lấp lánh?
Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.
Kim cương sáng lóng lánh do phản xạ toàn phần
Kim cương sáng lấp lánh do phản xạ toàn phần. Sở dĩ kim cương lại có nhiều màu lấp lánh vì kim cương có chiết suất lớn (khoảng 2,4) lớn hơn so với chiết suất 1,5 của thủy tinh thông thường, ánh sáng ban ngày có thể phản xạ toàn phần với góc giới hạn phản xạ toàn phần nhỏ và có thể phản xạ toàn phần nhiều lần qua các mặt trong tinh thể kim cương rồi mới ló ra ngoài tạo độ lấp lánh. Lúc đó do hiện tượng tán sắc các màu của quang phổ ánh sáng trắng được phân tán, vì thế trông kim cương ta thấy có nhiều màu sắc.
CÁP QUAN ỨNG DỤNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN NHƯ THẾ NÀO?
Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần
Cáp quang là gì?
Sợi Quang Học
Sợi quang học là một loại sợi trong suốt, linh hoạt được làm từ thủy tinh (silica) hoặc chất dẻo thấm chất lượng cao, hơi dày hơn sợi tóc người. Nó có chức năng dẫn sóng hoặc truyền ánh sáng, giữa đầu và cuối sợi này. Chúng thường được sắp xếp trong các bó gọi là cáp quang.
Một sợi quang bao gồm 3 thành phần:
Lõi có chiết suất n1: là sợi thủy tinh mỏng, nơi tín hiệu ảnh sáng truyền đi.
Lớp phủ: Nhựa phủ bảo vệ các sợi.
Lớp sơn phủ có chiết suất n2 nhỏ hơn n1: Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi.
Xét tia tới SI đến điểm I trên tiết diện MN của sợi quang. Tia này bị khúc xạ khi đi vào sợi quang. Tia khúc xạ tới mặt tiếp xúc giữa lõi và lớp vỏ tại I1 dưới góc tới i lớn hơn góc tới giới hạn và bị phản xạ toàn phần. Hiện tượng phản xạ như vậy được lặp lại nhiều lần liên tiếp tại các điểm I2, I3,...
Sau một loạt phản xạ liên tiếp như trên, tia sáng được dẫn qua sợi quang mà cường độ ánh sáng bị giảm không đáng kể.
Mỗi cáp quang có thể có tới 3000 sợi ghép và hàn với nhau trong tiết diện chỉ khoảng 1cm3.
Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt
25
Cầu vồng sỉnh ra bởi những giọt nước mưa làm phân tách màu sắc của ánh sáng mặt trời mà chúng phản xạ. Nếu ánh sáng mặt trời đủ sáng, thì một cầu vồng thứ cấp mờ nhạt hơn có thể trông thấy được. Nó gây ra bởi ánh sáng phản xạ hai lần bên trong những giọt nước mưa – sự phản xạ lần thứ hai còn làm đảo ngược màu sắc
26
Tại sao trời mùa hè, lúc trưa nắng trên đường nhựa khô ráo, nhìn từ xa mặt đường nhựa như có nước ?
Mặt đường nhựa nóng, không khí tại gần mặt đất có nhiệt độ cao hơn không khí trên cao, dẫn đến chiết suất không khí tăng theo độ cao, các tia sáng từ bầu trời xanh có thể được khúc xạ toàn phần đến mắt người quan sát. Do không khí luôn có các dòng đối lưu gây nhiễu loạn chiết suất, hình ảnh thu được luôn dao động như khi nhìn hình ảnh bầu trời phản xạ từ mặt nước vậy nên ta có thể nhìn như thấy vũng nước trên đường.
Các đường nhựa có màu thẫm,nên bị hun nóng dưới ánh sáng mặt trời
Lớp không khí ở kề sát mặt đường nhựa bị đốt nóng
Các tia sáng phản xạ toàn phần trên lớp không khí sát mặt đường và đi vào mắt
Do đó,mặt đương mờ đục từ xa trông tựa như một mặt nước đánh bóng và phản chiếu các vật ở xa
28
Vì sao người thợ lặn có thể quan sát hình ảnh phản xạ của chú rùa biển trên mặt phân cách giữa mặt biển và không khí ?
Nhờ hiện tượng phản xạ toàn phần, người thợ lặn có thể quan sát hình ảnh phản xạ của chú rùa biển này trên mặt phân cách giữa mặt biển và không khí.
29
Các tia sáng bị bẻ cong (khúc xạ) khi chúng truyền từ một môi trường như không khí sang một môi trường khác như thủy tinh, và bị bẻ cong ngược lại khi chúng thoát từ thủy tinh trở ra không khí làm cho hình ảnh nhìn qua thủy tinh bị méo mó.
Tại sao nhìn qua ly chứa nước các lỗ chấm vàng bị biến dạng
Một số hình ảnh về hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong tự nhiên
nguon VI OLET
