Vật lý b2 chương 1

Nhận Xét: Sóng tại M luôn trễ pha hơn sóng tại nguồn một lượng:   2 L* Cường độ sáng: Cường độ sáng tại một điểm là một đại lượng có trị số bằng năng lượng as truyền qua một đơn vị

1 THUYẾT SÓNG ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG

O

 Thuyết sóng điện từ đã khẳngđịnh ánh sáng có bản chất là sóngđiện từ

 Sóng điện từ đặc trưng bởi 3

Với:  = cT: bước sóng as trong chân không;

L = n.OM = c: quang lộ của as trên đoạn OM

(1.1)

Nhận Xét: Sóng tại M luôn trễ pha hơn sóng tại nguồn một lượng:   2 L

* Cường độ sáng:

Cường độ sáng tại một điểm là một đại lượng có trị số bằng năng lượng as

truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sáng trong

một đơn vị thời gian (mật độ dòng quang năng)

Cường độ ánhsáng tỉ lệ với bìnhphương biên độsóng:

Khi hai hay nhiều sóng ánh sáng gặp nhau

thì từng sóng riêng biệt không bị các sóng

khác làm nhiễu loạn Sau khi gặp nhau các

sóng ánh sáng vẫn truyền đi như cũ, còn tại

những điểm gặp nhau, dao động sóng bằng

tổng các dao động thành phần

(1.2)

(1.3)

* Vận tốc ánh sáng trong chân không:

* Định lí Malus:

 Mặt trực giao: là mặt phẳng vuông góc

với các tia của một chùm sáng

 Định lý Malus: quang lộ của các tia

sáng giữa hai mặt trực giao của mộtchùm sáng thì bằng nhau

3 PHƯƠNG PHÁP ĐO VẬN TỐC ÁNH SÁNG

c = 299792,458 ± 0,001 Km/s

*Phương pháp đo vận tốc ánh sáng cổ điển

Phương pháp lăng trụ quay của Michenson

G là lăng trụ 8 mặt gương quay với vận tốc ω; A và B là hai gương cầu; G1 , G3

và G5 là các gương phẳng; G2 , G4 là các bản bán mạ cho ánh sáng truyền quamột phần và phản xạ một phần; S là nguồn sáng; O là ống ngắm nhìn ảnh của S

G4

 Chọn vận tốc quay của lăng trụ sao cho trong khoảng thời gian ánh sáng đi và về trên quãng đường L (tức ánh sáng đi được

L = 2l) thì lăng trụ quay được 1/8 vòng Lăng trụ quay 1/8 vòng thì ánh sáng lại bị ngắt 1 lần.

n là số vòng quay của lăng trụ trong 1 giây

Michelson chọn l = 35,4 km và n = 528 vòng/s Kết quả thu được c

= 299796 ± 4 km/s

Phương pháp hiện đại

Vận tốc ánh sáng được đo theo công thức c   f

λ là bước sóng ánh sáng, f là tần số ánh sáng Phải dùng nguồn sáng có độ đơn sắc cao

Evelson đã xác định được vận tốc ánh sáng

4 CÁC ĐẠI LƯỢNG TRẮC QUANG VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐO ĐẠI LƯỢNG TRẮC QUANG

4.1 Quang thông ( )

Để đặc trưng cho phần năng lượng gây ra cảm giác sáng người ta đưa ra kháiniệm quang thông

* Định nghĩa: Quang thông do một chùm sáng gửi tới diện tích dS là một

đại lượng có trị số bằng phần năng lượng gây ra cảm giác sáng gửi tới dS

trong một đơn vị thời gian

Đơn vị : lm (lu men)

4.2 Cường độ sáng ( I )

* Góc khối: Góc khối nhìn thấy diện tích dS từ điểm O là phần không gian

giới hạn bởi hình nón có đỉnh tại O và có các đường sinh tựa trên chu vi của dS

Đơn vị: sr (stêradian)



dS

* Cường độ sáng: cường độ sáng của nguồn theo một phương nào đó là

một đại lượng có trị số bằng quang thông của nguồn gửi đi trong một đơn vị góc khối theo phương đó

Quang thông toàn phần có giá trị:    Id   I  d   4  I

Đơn vị: cd (ca đê la)

lm sr

cd

d   1 1  1

Vậy: lumen là quang thông của một nguồn sáng điểm đẳng hướng có cường độ

sáng 1 cađêla gởi đi trong góc khối 1 stêradian.

(1.5)

(1.6)

(1.7)

4.3 Độ rọi ( E )

* Định nghĩa: Độ rọi E của một mặt nào đó là đại lượng có giá trị bằng

quang thông gửi tới một đơn vị diện tích của mặt đó.

Quang thông gửi qua dS

Độ rọi của diện tích dS là cos2

r

I dS

5 ĐỊNH LUẬT TRUYỀN THẲNG CỦA ÁNH SÁNG

5.1 Định luật: trong môi trường trong suốt, đồng chất và đẳng hướng ánh sáng truyền theo một đường thẳng.

5.2 Tia sáng và chùm tia sáng

5 3 Ảnh thật, ảnh ảo Vật thật, vật ảo

Nếu các tia sáng xuất phát từ một điểm M, sau khi qua một hệ quang học đồng quy tại điểm M’ , thì M’là ảnh quang học của điểm sáng M

5 4 Nguyên lý về tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng

Nếu ABC là một đường truyền ánhsáng thì trên đường đó có thể cho ánhsáng đi từ A đến C hoặc từ C đến A

6 SỰ PHẢN XẠ, KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ NGUYÊN LÝ FERMAT

6 1 Sự phản xạ ánh sáng *Định luật phản xạ ánh sáng:

- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới

và nằm về phía bên kia pháp tuyến so với tia tới.

- Góc tới bằng góc phản xạ (i= i ’ )

* Định luật khúc xạ ánh sáng:

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới.

Hai

xạ r (sin r) là không đổi số không đổi là chiết suất tỉ đối của môi trường

Chiết suất tỉ đối của môi trường :

Chiết suất tuyệt đối n:

 Ánh sáng truyền trong chân không với vận tốc c = 3.108 m/s

 Ánh sáng truyền trong một môi trường nhất định có vận tốc v < c

2

1 1

2

v

v n

n 

v c

Nếu n21 > 1 ( n2 > n1 ) thì r < i : tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn Ta nói môitrường 2 chiết quang môi trường 1

Nếu n21 < 1 ( n2 < n1 ) thì r > i : tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn Ta nói môitrường 2 chiết quang kém môi trường 1

Chiết suất tuyệt đối n : n =

Chiết suất tỉ đối : n21 =

(1.11)

(1.12)

* Định nghĩa: Quang lộ giữa hai điểm A,B trong môi trường là đoạn đường ánh

sáng truyền đi được trong chân không trong cùng khoảng thời gian t ( là thời

gian ánh sáng truyền trong môi trường từ A đến B)

2 1

i

i

is n s

n s

n s

 Sự tương đương giữa nguyên lý Fermat và định luật phản xạ ánh sáng

 AIB là đường truyền

có quang lộ cực tiểu, đốivới tia sáng đi từ A đến

B sau một lần phản xạtrên MN

Nói cách khác: Trong vô số các đường đi khả dĩ từ điểm A đến điểm B, ánh sáng

sẽ truyền theo đường mà quang lộ là cực trị (cực đại, cực tiểu hoặc dừng).

 Sự tương đương giữa nguyên lý Fermat và định luật khúc xạ ánh sáng

2

2 2

2 1

2 2

2 2

1 2

y

x y n

h x

x n

dx dL

Mặt khác:

2 1 2

sin

h x

x i



2 2

sin

h x

y

x y r





