Benjamin Crowell: Quang học - Phần 6

Tóm tắt chương 1

Từ khóa chọn lọc

sự hấp thụ

cái xảy ra khi ánh sáng đi tới vật chất và nhường đi một phần năng lượng của nó

sự phản xạ

cái xảy ra khi ánh sáng đi tới vật chất và bật trở ra, giữ lại ít nhất là một phần năng lượng của nó

phản xạ phản chiếu

sự phản xạ từ một bề mặt nhẵn, trong đó tia sáng đi ra với góc bằng với góc nó đi vào

phản xạ khuếch tán

sự phản xạ từ một bề mặt gồ ghề, trong đó một tia sáng tới bị phân chia thành nhiều tia phản xạ yếu hơn, loe ra theo mọi hướng

pháp tuyến

đường thẳng vuông góc với một bề mặt tại một điểm cho trước

Kí hiệu

c

tốc độ ánh sáng

Tóm tắt

Chúng ta có thể hiểu những hiện tượng liên quan đến ánh sáng mà không phải sử dụng những mô hình phức tạp như mô hình sóng hoặc mô hình hạt ánh sáng. Thay vào đó, chúng ta mô tả ánh sáng theo đường đi của nó, cái chúng ta gọi là tia sáng. Mô hình tia sáng có ích khi ánh sáng đang tương tác với những đối tượng vật chất lớn hơn nhiều so với bước sóng ánh sáng. Vì một bước sóng của ánh sáng nhìn thấy là quá nhỏ so với kích cỡ những vật mà ta hay gặp, nên mô hình tia sáng có ích trong nhiều trường hợp thực tế.

Chúng ta nhìn thấy vạn vật vì ánh sáng đi từ chúng vào mắt của chúng ta. Những vật phát sáng có thể gửi ánh sáng trực tiếp đến mắt chúng ta, nhưng chúng ta còn thấy những vật không tự phát sáng qua ánh sáng từ một nguồn khác bị vật đó phản xạ.

Nhiều tương tác của ánh sáng và vật chất có thể hiểu bằng cách xem xét cái xảy ra khi ánh sáng đi tới ranh giới giữa hai chất khác nhau. Trong tình huống này, một phần ánh sáng bị phản xạ (dội trở lại) và một phần đi vào môi trường mới. Điều này không có gì bất ngờ - nó là hành trạng tiêu biểu đối với sóng, và ánh sáng là sóng. Năng lượng ánh sáng còn có thể bị vật chất hấp thụ, tức là biến đổi thành nhiệt.

Một bề mặt nhẵn tạo ra sự phản xạ phản chiếu, trong đó tia phản xạ đi ra với góc hợp với pháp tuyến bằng với góc của tia tới hợp với pháp tuyến. Một bề mặt gồ ghề mang lại sự phản xạ khuếch tán, trong đó một tia sáng bị chia thành nhiều tia phản xạ yếu hơn tỏa ra theo nhiều hướng.

Bài tập

  1. Vẽ một sơ đồ tia sáng thể hiện tại sao một nguồn phát sáng nhỏ (thí dụ một ngọn nến) tạo ra cái bóng sắc nét hơn một nguồn phát sáng lớn hơn (thí dụ đèn ống dài huỳnh quang).
  2. Máy thu định vị toàn cầu (GPS) là một dụng cụ cho bạn biết bạn đang ở đâu bằng cách thu tín hiệu vô tuyến định giờ từ vệ tinh. Nó hoạt động bằng cách đo thời gian truyền tín hiệu, liên quan đến khoảng cách giữa bạn và vệ tinh. Bằng cách tìm vùng với một vài vệ tinh khác nhau theo kiểu này, nó có thể cho bạn biết vị trí của bạn trong không gian ba chiều với sai số chỉ vài mét. Phép đo độ trễ thời gian đó phải chính xác như thế nào để xác định vị trí của bạn theo kiểu chính xác như vậy?
  3. Hãy ước tính tần số của một sóng vô tuyến có bước sóng bằng với kích cỡ của một nguyên tử (khoảng một nm). Xem lại phần bài học điện và từ của bạn, một sóng như vậy sẽ nằm trong vùng nào của phổ điện từ (tia hồng ngoại, tia gamma...)?
  4. Máy bay ném bom Stealth được thiết kế với những bề mặt nhẵn, phẳng. Tại sao bề mặt như vậy khiến nó khó bị radar phát hiện?
  5. Hình ở trang sau thể hiện một cái gương cong (parabol) với ba tia sáng song song đi về phía nó. Một tia đi tới dọc theo trục chính của gương. (a) Hãy vẽ chính xác, và tiếp tục vẽ các tia sáng cho đến khi chúng chịu sự phản xạ thứ hai. Để vẽ thật chính xác, bạn nên photocopy trang in và vẽ pháp tuyến tại mỗi điểm nơi tia sáng bị phản xạ. Bạn có để ý thấy gì không? (b) Hãy nêu một thí dụ của một ứng dụng thực tế cho dụng cụ này. (c) Bạn có thể sử dụng cái gương này như thế nào với một bóng đèn nhỏ để tạo ra một chùm tia sáng song song truyền sang bên phải?
  6. Cư dân của hành tinh Wumpus chơi bi-a bằng những tia sáng trên một cái bàn 11 cạnh với những cái gương làm thành phản xạ, như thể hiện trên hình ở trang sau. Hãy vẽ chính xác đường cơ với một cái thước để làm sáng tỏ thông tin tiềm ẩn. Để vẽ chính xác, bạn nên photocopy trang in và vẽ pháp tuyến tại mỗi nơi tia sáng đi tới thành bàn.

Sơ đồ tia sáng

Quang học
Benjamin Crowell
Trần Nghiêm dịch
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com