Bài 41. Quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ

Cầu vồng là hiện tượng quang học thiên nhiên mà hầu như ai trong chúng ta đều từng được chiêm ngưỡng. Cầu vồng bản chất là sự tán sắc ánh sáng Mặt trời khi khúc xạ và phản xạ qua các giọt nước mưa. Cầu vồng thực ra có rất nhiều màu sắc, trong đó có 7 màu nổi bật là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím

Cầu vồng là một trong những hiện tự nhiên đẹp nhất mà chúng ta có thể dễ dàng quan sát sau những cơn mưa lớn vào ban ngày.

Cầu vồng là hiện tượng quang học thiên nhiên mà hầu như ai trong chúng ta đều từng được chiêm ngưỡng. Cầu vồng bản chất là sự tán sắc ánh sáng Mặt trời khi khúc xạ và phản xạ qua các giọt nước mưa. Cầu vồng thực ra có rất nhiều màu sắc, trong đó có 7 màu nổi bật là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

Trên thực tế cầu vồng không phải là một vật thể xác định, mà nó là hình ảnh phản chiếu của ánh sáng Mặt Trời qua những giọt nước trong không khí, hiện tượng này còn được gọi là sự khúc xạ ánh sáng.

Trên thực tế cầu vồng không phải là một vật thể xác định.

Ánh sáng Mặt Trời là một hỗn hợp các màu sắc hòa trộn vào nhau mà mắt chúng ta không thể phát hiện ra các màu sắc này. Chỉ khi được chiếu qua một lăng kính thủy tinh, các tia ánh sáng bị bẻ cong hay còn gọi là khúc xạ để tạo thành một dải màu sắc liên tục mà ta gọi là quang phổ. Do các tia màu đỏ bị bẻ cong ít nhất, sau đó đến các tia màu cam, vàng, xanh lá cây, xanh lam và cuối cùng là tia màu tím bị bẻ cong nhiều nhất.

Khúc xạ ánh sáng.

Các giọt nước cũng có thể thay thế vai trò của một lăng kính. Khi ánh sáng Mặt Trời đi qua lăng kính, các tia sáng bị bẻ cong và sau đó bị phản xạ lại và đi ra ngoài giọt nước theo một góc 42 độ. Điều đó giải thích cho việc chúng ta chỉ có thể nhìn thấy cầu vồng khi quay lưng lại với Mặt Trời và nhìn theo một góc 42 độ so với ánh sáng Mặt Trời.

Cầu vồng không phải là duy nhất nhưng chúng ta chỉ có thể thấy một cầu vồng tại cùng một thời điểm

Hiện tượng khúc xạ trên xảy ra đối với hàng triệu giọt nước được chiếu sáng bởi Mặt Trời, do đó cầu vồng không phải là duy nhất. Tuy nhiên chúng ta chỉ có thể nhìn thấy một cầu vồng tại cùng một thời điểm. Đó là do góc 42 độ mà chúng ta đã nói ở trên. Mắt của chúng ta chỉ có thể nhìn thấy những tia khúc xạ được tạo bởi các giọt nước mưa mà có một góc 42 độ so với ánh sáng Mặt Trời.

Và do đó, cầu vồng không phải duy nhất, khi nhìn ở một địa điểm khác chúng ta sẽ thấy một cầu vồng hoàn toàn khác.

Cầu vồng đôi.

Đôi khi chúng ta nhìn thấy hiện tượng cầu vồng đôi, đó là một cầu vồng phụ xuất hiện phía trên cầu vồng chính. Với màu sắc bị đảo ngược so với cầu vồng chính và mờ nhạt hơn.

Hiện tượng này rất hiếm khi xảy ra, đó là do sự nhiễu xạ ánh sáng giúp chúng ta nhìn thấy được cả góc 52 độ so với ánh sáng Mặt Trời. Ở góc 52 độ này chúng ta có thể thấy sự khúc xạ ánh sáng ở bên trong của các giọt nước, trước khi ánh sáng phản xạ và đi ra bên ngoài. Chính vì thế mà cầu vồng phụ có các màu đảo ngược và mờ nhạt hơn. Hiện tượng này xảy ra khi chúng ta có thể nhìn thấy đồng thời hai góc 42 độ và 52 độ so với ánh sáng Mặt Trời.

Cầu vồng ban đêm.

Hầu hết chúng ta đều thấy cầu vồng xuất hiện vào ban ngày, nhờ có ánh sáng Mặt Trời. Tuy nhiên đôi khi xuất hiện những cầu vồng vào ban đêm mà các nhà thiên văn học gọi là Moonbow, vì nó được tạo bởi ánh sáng của Mặt trăng. Moonbow thường xuất hiện tại các hòn đảo nhiệt đới như vùng Caribbean, nơi có mưa lớn vào ban đêm. Những hình ảnh chụp lại của Moonbow cho thấy cầu vồng này có màu trắng, nguyên nhân có thể do ánh sáng Mặt trăng có cường độ quá thấp so với ánh sáng Mặt Trời.

Khi tia nắng chiếu theo đường thẳng, xuyên qua lỗ nhỏ của thùng, sau đó xuyên qua mặt nước => nó tạo thành tia khúc xạ( gặp 2 môi trường nước- không khí)

Khi tia nắng chiếu theo đường thẳng đi qua lỗ nhỏ của thùng rồi lại phản xạ qua mặt bên của thùng, rồi nó lại phản xạ từ đáy thùng tới bên kia thùng => nó tạo thành tia phản xạ

Xét 1 tia sáng chiếu xiên vào mặt nước trong 1 bể nước nhỏ. Tia sáng gặp 1 gương phẳng nhỏ đặt nằm ngang ở đáy bể, trở lại mặt nước, rồi ló ra không khí. Tia ló ra chịu bao nhiêu lần phản xạ và khúc phản xạ.

A.Tia sáng chịu một lần phản xạ và một lần khúc xạ

B. Tia sáng chịu một lần phản xạ và hai lần khúc xạ

C.Tia sáng chịu hai lần phản xạ và một lần khúc xạ

D. Tia sáng chịu hai lần phản xạ và hai lần khúc xạ

Câu 3.

Ảnh thật, ngược chiều và lớn hơn vật.

Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính:

\(\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{d'}\Rightarrow\dfrac{1}{10}=\dfrac{1}{15}+\dfrac{1}{d'}\)

\(\Rightarrow d'=30cm\)

Chiều cao ảnh: \(\dfrac{h}{h'}=\dfrac{d}{d'}\)

\(\Rightarrow\dfrac{1}{h'}=\dfrac{15}{30}\Rightarrow h'=2cm\)

Câu 4.

Ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật.

Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính:

\(\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d'}-\dfrac{1}{d}\Rightarrow\dfrac{1}{12}=\dfrac{1}{d'}-\dfrac{1}{8}\)

\(\Rightarrow d'=4,8cm\)

Chiều cao ảnh: \(\dfrac{h}{h'}=\dfrac{d}{d'}\)

\(\Rightarrow\dfrac{2}{h'}=\dfrac{8}{4,8}\Rightarrow h'=1,2cm\)

Khoảng cách từ vật đến ảnh:

\(AA'=8-4,8=3,2cm\)

Khi chiếu 1 tia sáng từ không khí sang nước thì: góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.

Khi chiếu 1 tia sáng từ nước sang không khí thì: góc khúc xạ lớn hơn góc tới.

a. Ta có HĐT giữa hai đầu đường dây tải điện tỷ lệ nghịch với công suất hao phí nên nếu HĐT tăng n lần thì công suất hao phí giảm n² lần.

\(\Rightarrow\) HĐT tăng 50 thì công suất hao phí giảm 2500 lần.

b. Như câu a:

\(\Rightarrow\) HĐT tăng 10 lần thì công suất hao phí giảm 100 lần