Sóng ánh sáng là gì? bản chất của ánh sáng

Sóng ánh sáng là gì?

Sóng ánh sáng là một dạng sóng điện từ – có thể lan truyền cả trong chân không. Nó thuộc phần nhìn thấy được của phổ điện từ, với bước sóng từ 380nm đến 750nm.

• Không cần môi trường truyền: khác với sóng cơ hay sóng âm.
• Tốc độ trong chân không: ~3 × 10⁸ m/s (300.000 km/s).
• Bản chất lưỡng tính: vừa là sóng, vừa là hạt (theo thuyết lượng tử).

Tính chất sóng của ánh sáng

1. Giao thoa ánh sáng

Khi hai chùm sáng gặp nhau, chúng tạo ra các vạch sáng – tối xen kẽ, gọi là vân giao thoa. Đây là bằng chứng điển hình của tính chất sóng.

Ví dụ: Thí nghiệm hai khe Young.

2. Nhiễu xạ ánh sáng

Ánh sáng bị uốn cong khi đi qua khe hẹp hoặc gặp vật cản nhỏ – hiện tượng này gọi là nhiễu xạ.

3. Khúc xạ ánh sáng

Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác, ánh sáng bị đổi hướng. Hiện tượng này gọi là khúc xạ ánh sáng.

4. Phản xạ ánh sáng

Là hiện tượng ánh sáng bị dội ngược lại khi gặp bề mặt gương hoặc mặt phẳng sáng bóng.

Ví dụ: Gương phẳng giúp phản xạ ánh sáng để ta soi rõ khuôn mặt.

Mối liên hệ giữa màu sắc và bước sóng

Mỗi màu ánh sáng tương ứng với một bước sóng khác nhau:

Ứng dụng thực tế của sóng ánh sáng

• Kính viễn vọng, kính lúp, camera: ứng dụng khúc xạ và hội tụ ánh sáng.
• Cáp quang: truyền tín hiệu ánh sáng với tốc độ cao qua sợi thủy tinh.
• Cảm biến ánh sáng: điều chỉnh độ sáng màn hình tự động.

Câu hỏi trắc nghiệm ôn tập

Câu 1: Hiện tượng nào chứng minh tính chất sóng của ánh sáng?
A. Ánh sáng truyền thẳng
B. Khúc xạ ánh sáng
C. Giao thoa ánh sáng
D. Phản xạ ánh sáng

Câu 2: Ánh sáng đỏ có bước sóng dài hơn ánh sáng tím. Điều này có nghĩa là:
A. Ánh sáng đỏ truyền nhanh hơn ánh sáng tím
B. Ánh sáng đỏ có năng lượng cao hơn
C. Ánh sáng đỏ bị tán sắc mạnh hơn
D. Ánh sáng đỏ có tần số nhỏ hơn

Kết luận

Sóng ánh sáng là một chủ đề quan trọng giúp giải thích bản chất ánh sáng, đồng thời kết nối vật lí với các ứng dụng công nghệ như kính hiển vi, cáp quang, cảm biến,…

👉 Hãy theo dõi blog để khám phá thêm các hiện tượng vật lí thú vị và bài tập luyện thi Vật lí nhé!

II – CÁC DẠNG – PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Dạng 1: Xác định tính chất vân tại điểm M biết trước tọa độ x_M

Phương pháp:

Bước 1: Lập tỉ số \(\dfrac{{{x_M}}}{i} = a\)

Bước 2: Xét:

• Nếu \(a = k \in Z\) thì M là vân sáng bậc k
• Nếu \(a = k + 0,5(k \in Z)\) thì M là vân tối

2. Dạng 2: Xác định số vân sáng, tối trên màn

– TH 1: Màn đối xứng hay M, N đối xứng nhau qua vân sáng trung tâm (MN = L )

– Cách giải đại số:

\( – \dfrac{L}{2} \le {x_M} \le \dfrac{L}{2} \leftrightarrow \left\langle \begin{array}{l} – \dfrac{L}{2} \le ki \le \dfrac{L}{2} \to \left\{ \begin{array}{l} – \dfrac{L}{{2i}} \le k \le \dfrac{L}{{2i}}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{                             (1)}}\\ – \dfrac{L}{2} \le (k + 0,5) \le \dfrac{L}{2} \to \left\{ \begin{array}{l} – \dfrac{1}{2} – \dfrac{L}{{2i}} \le k \le  – \dfrac{1}{2} + \dfrac{L}{{2i}}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{    (2)}}\end{array} \right.\)

(1): xác định số vân sáng

(2): xác định số vân tối

– Cách giải nhanh:

• Số vân sáng: \({N_S} = 2\left[ {\dfrac{L}{{2i}}} \right] + 1\) , trong đó: \(\left[ {\dfrac{L}{{2i}}} \right]\) là phần nguyên của \(\dfrac{L}{{2i}}\)

Ví dụ: \(\left[ {\dfrac{L}{{2i}}} \right] = \left[ {3,7} \right] = 3\)

• Số vân tối:

Nếu phần thập phân của \(\dfrac{L}{{2i}} < 0,5\)thì N_t = N_S – 1

Nếu phần thập phân của \(\dfrac{L}{{2i}} \ge 0,5\)thì N_t = N_S + 1

– TH 2: M, N không đối xứng nhau qua vân sáng trung tâm (M, N khác phía so với vân sáng trung tâm)

– Cách giải đại số:

\( – ON \le {x_M} \le OM \leftrightarrow \left\langle \begin{array}{l} – ON \le ki \le OM \to \left\{ \begin{array}{l} – \dfrac{{ON}}{i} \le k \le \dfrac{{OM}}{i}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{                                (1)}}\\ – ON \le (k + 0,5) \le OM \to \left\{ \begin{array}{l} – \dfrac{1}{2} – \dfrac{{ON}}{i} \le k \le  – \dfrac{1}{2} + \dfrac{{OM}}{i}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{    (2)}}\end{array} \right.\)

(1): xác định số vân sáng

(2): xác định số vân tối

– Cách giải nhanh:

\({N_S} = \left[ {\dfrac{{ON}}{i}} \right] + \left[ {\dfrac{{OM}}{i}} \right] + 1\)

\({N_t} = \left[ {\dfrac{{ON}}{i} + 0,5} \right] + \left[ {\dfrac{{OM}}{i} + 0,5} \right]\)

– TH 3: M, N cùng phía so với vân sáng trung tâm

– Cách giải đại số:

\(ON \le {x_M} \le OM \leftrightarrow \left\langle \begin{array}{l}ON \le ki \le OM \to \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{ON}}{i} \le k \le \dfrac{{OM}}{i}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{                                (1)}}\\ON \le (k + 0,5) \le OM \to \left\{ \begin{array}{l} – \dfrac{1}{2} + \dfrac{{ON}}{i} \le k \le  – \dfrac{1}{2} + \dfrac{{OM}}{i}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{    (2)}}\end{array} \right.\)

(1): xác định số vân sáng

(2): xác định số vân tối

– Cách giải nhanh:

\({N_S} = \left[ {\dfrac{{OM}}{i}} \right] – \left[ {\dfrac{{ON}}{i}} \right]\)

\({N_t} = \left[ {\dfrac{{OM}}{i} + 0,5} \right] – \left[ {\dfrac{{ON}}{i} + 0,5} \right]\)