Bài 40: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.

Góc tới lớn hơn góc khúc xa do quan sát thấy tia khúc xạ lệch xuống dưới phương tia tới.

Thay đổi hướng của tia tới, quan sát tia khúc xạ, độ lớn góc tới, góc khúc xạ.

Kết luận được thể hiện như trong hình vẽ dưới:

SI là tia tới ứng với góc tới i

IK là tia khúc xạ ứng với góc khúc xạ r.

    + Kết luận trên không còn đúng trong trường hợp tia sáng truyền từ từ nước sang không khí. Khi đó góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới.

    + Thí nghiệm kiểm tra:

- Chiếu tia sáng từ nước sang không khí bằng cách đặt nguồn sáng ở đáy bình nước.

- Để đáy bình lệch ra khỏi mặt bàn, đặt nguồn sáng ở ngoài bình, chiếu một tia sáng qua đáy bình vào nước rồi sang không khí.

Tiến hành thí nghiệm theo các bước như đối với trường hợp ánh sáng truyền từ không khí sang nước.

Mắt chỉ nhìn thấy A khi ánh sáng từ A phát ra truyền được đến mắt. Khi mắt chỉ nhìn thấy B mà không thấy A có nghĩa là ánh sáng từ A phát ra đã bị B che khuất, không đến được mắt. Khi mắt chỉ nhìn thấy C mà không thấy A, B có nghĩa là ánh sáng từ A, B phát ra đã bị C che khuất không đến được mắt. Khi bỏ B, C đi thì ta lại nhìn thấy A có nghĩa là ánh sáng từ A phát ra đã truyền qua nước và không khí đến được mắt.

Vậy đường nối vị trí của ba đinh ghim A, B, C là đường biểu diễn đường truyền của tia sáng từ A ở trong nước tới mặt phân cách giữa nước và không khí, rồi đến mắt.

Đường truyền của tia sáng từ nước sang không khí bị khúc xạ tại mặt phân cách giữa nước và không khí. B là điểm tới, AB là tia tới, BC là tia khúc xạ. Góc khúc xạ lớn hơn góc tới (Hình vẽ). Có thể dùng thước đo độ hoặc dùng cách chứng minh hình học để thấy được góc khúc xạ lớn hơn góc tới.

+ Hiện tượng phản xạ ánh sáng:

- Tia tới gặp mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt bị hắt trở lại môi trường trong suốt cũ

- Góc phản xạ bằng góc tới

+ Hiện tượng khúc xạ ánh sáng:

- Tia tới gặp mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt bị gãy khúc tại mặt phân cách và tiếp tục đi vào môi trường trong suốt thứ hai.

- Góc khúc xạ không bằng góc tới.

+ Khi chưa đổ nước vào bát, ta không nhìn thấy đầu dưới (A) của chiếc đũa.

+ Trong không khí, ánh sáng chỉ có thể đi theo đường thẳng từ A đến mắt. Nhưng những điểm trên chiếc đũa thẳng đã chắn mất đường truyền đó nên tia sáng này không đến được mắt.

+ Giữ nguyên vị trí đặt mắt và đũa. Đổ nước vào bát tới một vị trí nào đó, ta lại nhìn thấy A.

+ Hình vẽ trên cho thấy không có tia sáng đi theo đường thẳng nối A với mắt. Một tia sáng AI đến mặt nước, bị khúc xạ đi được tới mắt nên ta nhìn thấy A.

Thực ra người quan sát không nhìn thấy được đầu đũa A mà nhìn thấy ảnh của đầu đũa qua hiện tượng khúc xạ ánh sáng.