Hành vi của ánh sáng như một làn sóng

Hành vi của ánh sáng như một làn sóng

Trong vật lý, ánh sáng là một loại bức xạ điện từ mà mắt thường có thể nhìn thấy được. Ánh sáng có đặc tính độc đáo mà nó có thể được mô tả trong vật lý là cả sóng và dòng hạt được gọi là photon .

Trên trang này, chúng tôi sẽ mô tả một số hành vi của ánh sáng dưới dạng sóng bao gồm phản xạ, khúc xạ và nhiễu xạ.

Suy ngẫm

Một trong những hành vi giống như sóng quan trọng nhất của ánh sáng là phản xạ. Đó là ánh sáng phản chiếu mà chúng ta nhìn thấy bằng mắt. Cách ánh sáng phản chiếu từ các vật thể cũng ảnh hưởng đến màu sắc mà chúng ta nhìn thấy.

Khi một làn sóng tấn công một môi trường mới, một phần sóng sẽ bật ra khỏi bề mặt. Mức độ phản xạ của bề mặt sẽ quyết định bao nhiêu ánh sáng (và những bước sóng ánh sáng) sẽ bị phản xạ và bao nhiêu sẽ bị hấp thụ hoặc truyền đi.

Khi ánh sáng bị phản xạ, nó tuân theo quy luật phản xạ kéo theo sóng. Điều này có nghĩa là góc của sóng ánh sáng phản xạ sẽ bằng góc tới của sóng ánh sáng tới. Hãy xem hình ảnh bên dưới để biết ví dụ:


Các loại phản xạ

  • Phản xạ dạng tia - Phản xạ dạng tia là khi tia sáng bị phản xạ khỏi bề mặt theo một hướng phát ra duy nhất. Một ví dụ của loại phản xạ này là một chiếc gương. Phản xạ dạng lốm đốm xảy ra trên các bề mặt phẳng ở cấp độ hiển vi như bạc đánh bóng hoặc bề mặt nhẵn của nước.
  • Phản xạ khuếch tán - Phản xạ khuếch tán là khi bề mặt phản xạ các tia sáng theo nhiều hướng. Phản xạ khuếch tán xảy ra khi bề mặt gồ ghề ở cấp độ vi mô. Bề mặt có thể xuất hiện hoặc có cảm giác mịn, giống như một tờ giấy, nhưng thực chất là thô ở mức độ vi mô. Điều này làm cho các chùm ánh sáng phản xạ ở các góc khác nhau.


Khúc xạ

Khi ánh sáng di chuyển từ môi trường này (như không khí) sang môi trường khác (như nước), nó sẽ đổi hướng. Đây là một hành vi 'giống như sóng' và được gọi là khúc xạ. Theo cách này, ánh sáng hoạt động giống như các sóng khác, chẳng hạn như sóng âm thanh. Tốc độ của sóng ánh sáng cũng thay đổi khi nó chuyển từ môi trường sang trung bình.

Bạn có thể xem một ví dụ về hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong nước nếu bạn đặt ống hút vào cốc nước. Bạn sẽ thấy ống hút dường như di chuyển sang một bên như thế nào. Đây là sóng ánh sáng uốn cong khi nó đi vào nước.

Chỉ số khúc xạ

Để đo lường ánh sáng sẽ hoạt động như thế nào trong các chất khác nhau, các nhà khoa học sử dụng chỉ số khúc xạ. Điều này cho ta một tỷ số giữa tốc độ ánh sáng trong chân không so với tốc độ ánh sáng trong chất. Phương trình chiết suất là:

n = c / v

trong đó n là chiết suất, c là tốc độ ánh sáng trong chân không và v là tốc độ ánh sáng trong chất.

Ví dụ, lấy chỉ số khúc xạ của nước là 1,33. Điều này có nghĩa là tốc độ ánh sáng trong chân không nhanh hơn tốc độ ánh sáng trong nước 1,33 lần.

Nhiễu xạ

Một tính chất giống sóng khác của ánh sáng là nhiễu xạ. Khi sóng ánh sáng gặp chướng ngại vật hoặc đi qua khe hở, chúng sẽ bị bẻ cong. Sự nhiễu xạ ánh sáng có thể được nhìn thấy trong lớp bạc xung quanh các đám mây cũng như các dạng ánh sáng từ bề mặt của một đĩa compact (xem hình).