Khúc Xạ Ánh Sáng Là Gì? Định Luật Và Công Thức Khúc Xạ Ánh Sáng

Lê Kiên - 18/01/2022

Khi quan sát một chiếc thìa bên trong cốc nước, ta sẽ có cảm giác như chiếc thìa bị gãy. Nhưng thực tế, chiếc thìa vẫn nguyên vẹn. Đây là một ví dụ điển hình cho hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Vậy khúc xạ ánh sáng là gì? Bài viết sau của Marathon Education sẽ giải thích hiện tượng này, cũng như giúp các em hiểu rõ hơn về định luật và công thức liên quan.

>>> Xem thêm:

Khúc xạ ánh sáng là gì?

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng (Nguồn: Internet)

Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng các tia sáng bị lệch phương (bị gãy) khi truyền xiên góc qua mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt khác nhau.

Định luật khúc xạ ánh sáng

Định luật khúc xạ ánh sáng được diễn giải như sau:

  • Tia khúc xạ luôn nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới. Mặt phẳng tới là mặt phẳng tạo thành bởi tia tới và pháp tuyến.
  • Với 2 môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin i và sin r là một hằng số. Tỉ lệ giữa sin góc tới (sin i) và sin góc khúc xạ (sin r) luôn không đổi.
\frac{sini}{sinr}=\text{hằng số}

Dưới đây là hình ảnh minh họa định luật khúc xạ ánh sáng.

Dưới đây là hình ảnh minh họa định luật khúc xạ ánh sáng

Trong đó:

  • SI là tia tới.
  • I là điểm tới.
  • N’IN là pháp tuyến với mặt phân cách tại I.
  • IR là tia khúc xạ.
  • i là góc tới.
  • r là góc khúc xạ.

Chiết suất môi trường

Chiết suất tỉ đối

Trong định luật khúc xạ ánh sáng, tỉ số không đổi sini/sinr kí hiệu là n21 được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 (môi trường chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (môi trường chứa tia tới).

Theo đó:

  • Nếu n21 < 1 thì r > i: Tia khúc xạ bị lệch xa trục pháp tuyến hơn, ta nói môi trường 2 chiết quang kém hơn môi trường 1.
  • Nếu n21 > 1 thì r < i: Tia khúc xạ bị lệch gần pháp tuyến hơn, ta nói môi trường 2 chiết quang tốt hơn môi trường 1.

Chiết suất tuyệt đối

Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với môi trường chân không. Chiết suất của môi trường chân không bằng 1. Mọi môi trường trong suốt khác đều có chiết suất lớn hơn 1.

Ta có thể thiết lập được hệ thức:

n_{21}=\frac{n_2}{n_1}

Trong đó:

  • n2 là chiết suất tuyệt đối của môi trường 2.
  • n1 là chiết suất tuyệt đối của môi trường 1.

Mối liên hệ giữa chiết suất tuyệt đối của một môi trường và vận tốc:

n=\frac{c}{v}

Trong đó:

  • c là vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.108 m/s).
  • v là vận tốc ánh sáng trong môi trường đang xét.

Lưu ý:

  • Chiết suất của chân không là 1.
  • Chiết suất của không khí = 1,000293 và thường được làm tròn = 1.
  • Các môi trường trong suốt khác đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1.
  • Một vài hệ thức khác của định luật khúc xạ ánh sáng mà các em cần ghi nhớ:
    • n1sini = n2sinr
    • Nếu i và r nhỏ hơn 10 độ thì sini ≈ i; sinr ≈ r → n1i = n2r .
    • Nếu i = 0, r = 0 thì không xảy ra hiện tượng khúc xạ.

Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng

Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng
Sự truyền ánh sáng có tính thuận nghịch (Nguồn: Internet)

Sự truyền ánh sáng có tính thuận nghịch nghĩa là ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó.

Từ tính chất này các em sẽ có hệ thức:

n_{12}=\frac{1}{n_{21}}

Học online livestream Lý 10 – 11 – 12 chất lượng, uy tín tại Marathon Education

Để bổ sung thêm kiến thức ngoài giờ, các em có thể tham gia học livestream trực tuyến tại Marathon Education. Marathon Education là nền tảng học online dành cho học sinh cấp 3, giúp các em củng cố kiến thức trên lớp, làm thêm nhiều bài tập và có thể tương tác với thầy cô như khi học trực tiếp.

Khi học tập tại Marathon Education, các em sẽ được giảng dạy bởi các giảng viên có bằng cấp từ Thạc sĩ trở lên với từ 10 – 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực giáo dục và thuộc TOP 1% giáo viên dạy giỏi toàn quốc. Ngoài được trao đổi trực tiếp với giáo viên trên lớp về các vấn đề học tập, các em còn được Marathon Education chia sẻ những sổ tay Toán – Lý – Hóa “siêu xịn” để có thể hệ ghi nhớ kiến thức dễ dàng hơn. 

Với sự đầu tư kỹ lưỡng về mặt công nghệ, các lớp học Marathon Education đảm bảo không bị giật lag, hình ảnh rõ nét, rõ chữ, âm thanh ổn định, mang đến cho học viên những trải nghiệm học tập chất lượng nhất.

Bên cạnh đó, đội ngũ Cố vấn học tập – Academic Mentor của Marathon Education sẽ luôn hỗ trợ các em giải đáp những thắc mắc và cá nhân hóa lộ trình học tập của mình.

Hiện tại, Marathon Education đang có chương trình ưu đãi 39% học phí dành. Các em hãy đăng ký học livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa lớp 10 – 11 – 12 trong thời gian từ nay cho đến ngày 15/02/2022 để hưởng ưu đãi này nhé!

Team Marathon Education đã khái quát những kiến thức về khúc xạ ánh sáng giúp các em dễ hiểu hơn. Hãy nhanh tay đăng ký khóa học tại Marathon Education để nhận ưu đãi nhé!

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM