250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 35)

Định luật khúc xạ Snell

1621

Willebrord Snellius (1580-1626)

“Mi đâu rồi, hỡi chùm sáng kia?” nhà thơ James Macpheson từng viết thế, có lẽ ông không biết cơ sở vật lí về sự khúc xạ. Định luật Snell nói về sự bẻ cong, hay khúc xạ, của ánh sáng và các sóng khác, chẳng hạn, khi chúng truyền từ không khí vào một vật liệu khác, ví dụ như thủy tinh. Khi các sóng bị khúc xạ, chúng chịu sự thay đổi hướng truyền do sự biến đổi vận tốc của chúng. Bạn có thể nhìn thấy Định luật Snell đang hoạt động bằng cách đặt một cái bút chì vào chiếc cốc thủy tinh đựng nước và quan sát sự bẻ cong biểu kiến ở cái bút chì. Định luật được biểu diễn là n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂). Ở đây n₁ và n₂ là chiết suất của môi trường 1 và 2. Góc giữa ánh sáng tới và đường vuông góc với mặt phân cách giữa hai môi trường được gọi là góc tới (θ₁). Tia sáng đi tiếp tục từ môi trường 1 vào môi trường 2, rời khỏi ranh giới giữa hai môi trường với góc θ₂ hợp với đường vuông góc với ranh giới đó. Góc thứ hai này được gọi là góc khúc xạ.

Thấu kính lồi sử dụng sự khúc xạ làm cho các tia sáng hội tụ. Không có sự khúc xạ bởi thủy tinh thể trong mắt chúng ta, thì chúng ta thực sự chẳng nhìn thấy gì. Các sóng địa chấn – ví dụ, các sóng năng lượng gây ra bởi sự vỡ đột ngột của đá ngầm – thay đổi tốc độ bên trong Trái Đất và bị bẻ cong khi chúng đi tới các mặt phân cách giữa các vật liệu theo Định luật Snell.

Khi một chùm ánh sáng truyền từ một môi trường chiết suất cao sang môi trường chiết suất thấp, thì dưới một số điều kiện, chùm sáng đó có thể bị phản xạ toàn bộ. Hiện tượng quang học này thường được gọi là sự phản xạ toàn phần, và nó xảy ra khi ánh sáng bị khúc xạ tại một ranh giới môi trường nhiều đến mức nó bị phản xạ ngược trở lại. Hiện tượng này được quan sát thấy ở những sợi quang nhất định trong đó ánh sáng đi vào một đầu và vẫn bị bẫy lại bên trong cho đến khi nó ló ra ở đầu kia. Kim cương gia công thường biểu hiện sự phản xạ toàn phần khi nó lóng lánh và tỏa ánh sáng theo hướng mắt người nhìn.

Định luật Snell được khám phá độc lập bởi nhiều nhà nghiên cứu trong hàng thế kỉ nhưng nó được mang tên của nhà thiên văn và nhà toán học Hà Lan, Willebrord Snellius.

Kim cương biểu hiện sự phản xạ toàn phần.

XEM THÊM. Giải thích Cầu vồng (1304), Lăng kính Newton (1672), Quang học Brewster (1815), Quang học Sợi (1841), Lục quang tuyến (1882), Bức xạ Cherenkov (1934).

Khi một con cá bắn nước (archerfish, cá tôxôt) bắn dòng nước vào con mồi, con cá phải bù trừ cho sự khúc xạ ánh sáng khi nhắm bắn. Làm thế nào con cá bắn nước hiệu chỉnh sự khúc xạ thì vẫn hoàn toàn chưa được giải thích. (Ảnh của Shelby Temple).

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí | Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>