4 Tính chất của Sóng ánh sáng Sơ cấp

Ánh sáng là sóng điện từ có thể nhìn thấy được. Ánh sáng có bước sóng trong khoảng 380 đến 750 nm. Ánh sáng cũng bao gồm các hạt gọi là photon. Ánh sáng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng của nó, vì vậy nó cũng được phân loại là sóng ngang.

Sóng ánh sáng có bốn đặc tính chính, bao gồm:

  1. Còn thiếu
  2. Giao thoa ánh sáng
  3. Sự nhiễu xạ ánh sáng
  4. Phân cực ánh sáng

Nhân dịp này, chúng ta sẽ thảo luận về 4 tính chất sóng chính của ánh sáng trong phần mô tả sau:

1. Thiếu

Tán sắc là sự khúc xạ ánh sáng trắng hoặc ánh sáng đa sắc vào các thành phần của nó, cụ thể là ánh sáng đơn sắc. Ánh sáng đơn sắc chỉ có một màu và một bước sóng. Các loại ánh sáng đơn sắc là sóng ánh sáng đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Ánh sáng trắng có thể bị phân tán vì nó bao gồm một số bước sóng. (đọc: sự khác biệt giữa sóng gió và sóng thần)

Hiện tượng tán sắc xảy ra khi ánh sáng trắng đi qua môi trường khúc xạ. Điều này xảy ra bởi vì môi trường mà ánh sáng đi qua có đặc tính là có thể phân hủy ánh sáng trắng. Có thể dễ dàng quan sát được hiện tượng tán sắc ánh sáng bằng cách dùng chất tán sắc trên lăng kính. Lăng kính được đề cập là một lăng kính làm bằng thủy tinh trong suốt. Ở đỉnh, lăng trụ có một góc xác định tạo bởi hai mặt phẳng đáy của nó. Góc này còn được gọi là góc khúc xạ hoặc b.

Trong lăng kính, ánh sáng tới sẽ bị khúc xạ hai lần, đó là khi đi vào lăng kính và khi ra khỏi lăng kính. Có một số góc cần được xem xét khi quan sát sự phân tán hoặc khúc xạ của lăng kính.

  • Góc lệch (d)

Nếu kéo dài đường truyền của tia tới và tia ló thì hai đường thẳng này có thể gặp nhau và tạo thành một góc nhất định. Góc tạo thành bởi sự kéo dài của tia tới và tia ló được gọi là góc lệch (đọc: hiện tượng vầng trăng)

  • Góc đến trước (i)

Đó là góc tạo bởi đường truyền của tia tới với đường vuông góc với mặt của lăng kính.

  • Góc khúc xạ thứ hai (r ‘)

Đó là góc tạo bởi dòng ánh sáng đi ra khỏi lăng kính.

  • Góc lệch nhỏ nhất (dm)

Đó là góc lệch hình thành khi góc tới ban đầu bằng góc khúc xạ thứ hai.

Một ví dụ về sự phân tán trong các sự kiện hàng ngày là quá trình xuất hiện cầu vồng.

2. Giao thoa ánh sáng

Giao thoa ánh sáng là tổng hợp của hai hay nhiều sóng ánh sáng có thể làm phát sinh một sóng mới. Có hai điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng, đó là:

    • Hai sóng ánh sáng phải kết hợp với nhau, nghĩa là chúng có độ lệch pha không đổi và cùng tần số.
  • Hai sóng ánh sáng có cùng biên độ hoặc gần bằng nhau.

Sự giao thoa có thể có hai thuộc tính, đó là có tính chất xây dựng, tăng cường lẫn nhau hoặc có tính chất xây dựng và phá hủy lẫn nhau, làm suy yếu hoặc phá hủy (đọc: hiện tượng vầng hào quang mặt trời)

Các thí nghiệm về giao thoa được thực hiện bởi Thomas Young. Người ta thực hiện thí nghiệm này bằng hai nguồn sáng kết hợp xuất phát từ một nguồn sáng đơn sắc truyền qua hai khe hẹp. Nếu ánh sáng từ hai khe giao thoa sẽ tạo ra vân tối và vân sáng mà màn có thể chụp được. Vân sáng là kết quả của cực đại giao thoa xảy ra khi hai sóng có cùng độ lệch pha hoặc hiệu số đường đi là bội số nguyên của bước sóng. Trong khi vân tối, là kết quả của giao thoa cực tiểu, xảy ra khi hai sóng có độ lệch pha trái dấu hoặc hiệu số đường đi là bội số của một nửa bước sóng.

Ví dụ về các sự kiện giao thoa mà chúng ta có thể thấy trong cuộc sống hàng ngày là những màu sắc như cầu vồng nhìn thấy trong bong bóng xà phòng hoặc một lớp dầu mỏng trong nước. Trong trường hợp này, sóng ánh sáng bị phản xạ trên bề mặt đối diện của màng mỏng. Hai sóng phản xạ có thể giao thoa xây dựng hoặc triệt tiêu, tùy thuộc vào độ lệch pha. Các màu khác nhau có các bước sóng khác nhau, do đó, sự giao thoa có thể mang tính xây dựng đối với một số màu và phá hủy đối với những màu khác.

3. Nhiễu xạ ánh sáng

Nhiễu xạ ánh sáng là xu hướng của sóng ánh sáng khi nó truyền qua một khe hẹp để lan truyền khi nó lan truyền. Hình ảnh nhiễu xạ tại một khe đơn được mô tả bởi nguyên lý Huygens. Theo Huygens, mỗi điểm trong phần sóng ánh sáng đóng vai trò là nguồn sóng ánh sáng thứ cấp, do đó ánh sáng từ một phần của khe có thể giao thoa với ánh sáng từ phần khác của khe (đọc: nguyên nhân của hiện tượng mặt trời song sinh) .

Ánh sáng khi đi qua một khe hẹp sẽ lan tỏa thành những mảnh ánh sáng nhỏ và có tính chất như sóng ánh sáng mới. Tính chất nhiễu xạ của ánh sáng có thể được quan sát bằng cách nhìn vào hình ảnh giao thoa trên một màn chắn được gắn sau khe.

Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng có thể quan sát được từ hai thí nghiệm, đó là nhiễu xạ ánh sáng trong một khe và nhiễu xạ ánh sáng trên cách tử.

Một. Sự nhiễu xạ ánh sáng tại một khe đơn

Sự nhiễu xạ ánh sáng tại một khe nhỏ tuân theo sự giải thích của nguyên lý Huygens. Mỗi phần ánh sáng trong khoảng trống sẽ trở thành một phần ánh sáng mới có thể giao thoa với nhau. Kết quả của sự giao thoa này có thể được nhìn thấy trong vân trên màn hình phía sau khe.

b. Sự nhiễu xạ của ánh sáng trên cách tử

Nhiễu xạ ánh sáng trên cách tử là nhiễu xạ ánh sáng khe phức chất. Cách tử là sự sắp xếp các khe song song và có cùng kích thước. Lưới có thể được tạo ra bằng cách tạo các vết xước trên tấm thủy tinh hoặc kim loại bằng cách sử dụng một đầu kim cương. Nếu cho ánh sáng đơn sắc đi qua một bản cách tử thì trên màn sẽ tạo thành một hình nhiễu xạ có dạng vân tối và vân sáng.

4. Phân cực ánh sáng

Ánh sáng là sóng có thể truyền trong điều kiện không có môi trường. Căn cứ vào hướng truyền, sóng ánh sáng được phân loại là sóng ngang, vì chúng có các thành phần vuông góc với nhau. Hiện tượng phân cực chỉ có thể xảy ra bởi sóng ngang. Sự phân cực của ánh sáng là sự giảm cường độ ánh sáng do giảm các thành phần của sóng ánh sáng (đọc: các nước không có ban đêm trên thế giới).

Một ví dụ về sự phân cực của ánh sáng mà chúng ta có thể quan sát xung quanh chúng ta là sự hình thành màu xanh lam trên bầu trời. Ánh sáng mặt trời truyền đến trái đất sẽ đi qua các hạt không khí trong bầu khí quyển để chúng gặp phải hiện tượng tán xạ hạt. Ánh sáng xanh lam có bước sóng ngắn hơn ánh sáng đỏ, vì vậy những gì mắt chúng ta nhìn thấy có màu xanh lam.

Một ví dụ về ứng dụng của phân cực là việc sử dụng các bộ lọc trên máy ảnh. Việc sử dụng kính lọc có thể làm cho kết quả chụp ảnh rõ ràng hơn và tốt hơn vì chúng có thể giảm bớt ánh sáng không cần thiết.

Như vậy mô tả 4 tính chất sóng chính của ánh sáng mà chúng ta cần biết. Hy vọng rằng hữu ích cho tất cả chúng ta.