|
|
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt, tia sáng bị bẻ gãy khúc (đổi hướng đột ngột) ở mặt phân cách.
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
+ Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. (Hình)
+ Đối với một cặp môi trường trong suốt nhất định thì tỉ số giữa sin của góc tới (sini) với sin của góc khúc xạ (sinr) luôn luôn là một số không đổi. Số không đổi 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); kí hiệu là n21.
Biểu thức: $\frac{\sin i}{\sin r} = n_{21}$
+ Nếu $n_{21} > 1$ thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Ta nói môi trường (2) chiết quang kém môi trường (1).
+ Nếu $n_{21} < 1$ thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới. Ta nói môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1).
+ Nếu i = 0 thì r = 0: tia sáng chiếu vuông góc với mặt phân cách sẽ truyền thẳng.
+ Nếu chiếu tia tới theo hướng KI thì tia khúc xạ sẽ đi theo hướng IS (theo nguyên lí về tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng).
Do đó, ta có $n_{21} = \frac{1}{n_{12}}$.
3. Chiết suất tuyệt đối
– Chiết suất tuyệt đối của một môi trường 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, ta có thể coi chiết suất của một chất đối với không khí bằng chiết suất tuyệt đối của nó.
– Giữa chiết suất tỉ đối n21 của môi trường 2 đối với môi trường 1 và các chiết suất tuyệt đối n2 và n1 của chúng có hệ thức: $n_{21} = \frac{n_{2}}{n_{1}}$
=> ÐL khúc xạ ánh sáng: $n_{1}\sin i = n_{2} \sin r$
– Ngoài ra, người ta đã chứng minh được rằng:
Chiết suất tuyệt đối của các môi trường trong suốt tỉ lệ nghịch với vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trường đó: $\frac{n_{2}}{n_{1}} = \frac{v_{1}}{v_{2}} $
Nếu môi trường 1 là chân không thì ta có: $n_{1} = 1$ và $v_{1} = c = 3.10^8 m/s$
Kết quả là: $n_{2} = \frac{c}{v_{2}}$ hay $v_{2} = \frac{c}{n_{2}}$.
– Vì vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trường đều nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không, nên chiết suất tuyệt đối của các môi trường luôn luôn lớn hơn 1.
Ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối
Chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt cho biết vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường đó nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không bao nhiêu lần.
|