Download miễn phí Bài giảng Quang học Benjamin Crowell
Để làm thay đổi chuyển động của một vật, chúng ta sử dụng lực. Có cách nào
tác dụng lực lên một chùm ánh sáng hay không? Các thí nghiệm cho thấy điện
trường và từ trường không làm lệch hướng chùm ánh sáng, cho nên rõ ràng ánh
sáng không có điện tích. Ánh sáng cũng không có khối lượng, vì thế cho đến thế kỉ
20 người ta tin rằng nó cũng miễn dịch với trường hấp dẫn. Einstein dự đoán rằng
những chùm ánh sáng sẽ bị lệch chút ít bởi trường hấp dẫn mạnh, và người ta đã
chứng minh ông đúng với những quan sát ánh sáng sao đi qua gần mặt trời, nhưng
rõ ràng đó chẳng phải là cái làm cho gương và thấu kính hoạt động!
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
nhiên, tốc độ của âm thanh thì có thể dễ dàng quan sát được bằng cách dõitheo một đám trẻ ở xa vài trăm mét khi chúng vỗ tay hát đồng ca. Có một sự trễthời gian rõ ràng giữa lúc bạn nhìn thấy bàn tay của chúng vỗ với nhau và lúc bạnnghe thấy tiếng vỗ tay.Sự khác biệt cơ bản giữa âm thanh và ánh sáng là ở chỗ âm thanh là một daođộng áp suất không khí, cho nên nó cần không khí (hay một môi trường khác nhưnước) để truyền đi. Ngày nay, chúng ta biết rằng không gian vũ trụ bên ngoài làchân không, cho nên thực tế chúng ta thu được ánh sáng từmặt trời, mặt trăng vàcác vì sao rõ ràng cho thấy không khí là không cần thiết đối với sự truyền ánh sáng.
Câu hỏi thảo luậnA. Nếu bạn quan sát sấm sét, bạn có thể nói cơn giông bão ở xa bao nhiêu.Bạn có cần biết tốc độ của âm thanh, của ánh sáng, hay của cả hai hay không?B. Khi những hiện tượng như tia X và tia vũ trụ lần đầu được khám phá ra,hãy đề xuất một cách mà người ta có thể kiểm tra để biết xem chúng là những dạngánh sáng hay không.C. Tại sao Roemer chỉ cần biết bán kính của quỹ đạo Trái đất, chứ khôngcần bán kính của quỹ đạo Mộc tinh, để tìm ra tốc độ ánh sáng?
Simpo PDF Merge and Split Unregistered phiên bản -
Benjamin Crowell: Quang học- Phần 2
1.2 Tương tác của ánh sáng với vật chất
Sự hấp thụ ánh sángLí do mặt trời gây cảm giác ấm áp trên da bạn là vì ánh sáng mặt trời đang bịhấp thụ, và năng lượng ánh sáng đang biến đổi thành năng lượng nhiệt. Điều tươngtự xảy ra với ánh sáng nhân tạo, cho nên kết quả chung của việc bật đèn sáng làlàm nóng căn phòng. Cho dù nguồn sáng có nóng, nhưmặt trời, ngọn lửa, hay bóng
đèn nóng sáng, hay lạnh, như bóng đèn huỳnh quang. (Nếu nhà của bạn có lò sưởi
điện, thì tuyệt đối đừng bao giờ tắt hết đèn trong mùa đông; bóng đèn giúp sưởi
ấm căn phòng với chi phí ngang bằng lò sưởi điện đấy).Quá trình nóng lên bởi sự hấp thụ như thế này hoàn toàn khác với sự nónglên do dẫn nhiệt, như khi bếp điện làm nóng món sốt spaghetti trong chão. Nhiệtchỉ có thể dẫn qua vật chất, nhưng có khoảng chân không giữa chúng ta và mặt trời,hay giữa chúng ta và dây tóc của một bóng đèn nóng sáng. Đồng thời, sự dẫn nhiệtchỉ có thể truyền năng lượng từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn, nhưng một bóng
Simpo PDF Merge and Split Unregistered phiên bản -
đèn huỳnh quang nguội hoàn toàn có khả năng làm nóng bất cứ cái gì vốn bắt đầu
đã nóng hơn bản thân bóng đèn.
Làm thế nào chúng ta nhìn thấy những vật không phát sángKhông phải toàn bộ ánh sáng đi tới một vật đều bị biến đổi thành nhiệt. Mộtphần ánh sáng bị phản xạ, và điều này đưa chúng ta đến câu hỏi làm thế nào chúngta nhìn thấy những vật không phát sáng? Nếu bạn hỏi một người bình thường làmthế nào chúng ta nhìn thấy một cái bóng đèn, câu trả lời có khả năng nhất là “Bóng
đèn phát ra ánh sáng, và ánh sáng đi tới mắt chúng ta”. Nhưng nếu bạn hỏi làm thếnào chúng ta nhìn thấy một quyển sách, họ có khả năng sẽ nói “Bóng đèn thắp sángcăn phòng, và ánh sáng đó cho phép chúng ta nhìn thấy quyển sách”. Toàn bộ vấn
đề ánh sáng đi vào mắt chúng ta đã biến mất một cách bí ẩn.
Đa sốmọi người sẽ không tán thành nếu bạn bảo họ rằng ánh sáng bị phảnxạ từ quyển sách đi tới mắt, vì họ nghĩ sự phản xạ là cái gì đó xảy ra với cái gương,chứ không phải với một thứ như quyển sách. Họ hình dung sự phản xạ đi cùng vớisự tạo thành ảnh phản xạ, mà ảnh đó không có vẻ sẽ xuất hiện trên một tờ giấy.Hãy tưởng tượng bạn đang nhìn vào ảnh phản xạ của bạn trên một lá nhômphẳng, bóng, không có gấp nếp nào. Bạn nhận thấy gương mặt, chứ không phải mộtmiếng kim loại. Có lẽ bạn cũng nhìn thấy ảnh phản xạ sáng rỡ của một bóng đèntrên vai phía sau bạn. Giờ thì hãy tưởng tượng lá nhôm đó hơi kém nhẵn đi mộtchút. Những phần khác nhau của ảnh giờ bắt đầu hơi lệch hàng với nhau. Não củabạn có thể vẫn nhận ra gương mặt và cái bóng đèn, nhưng nó hơi bị nhòe, giốngnhư tranh Picasso vậy. Giờ giả sử bạn dùng một lá nhôm đã từng cuộn gấp và đãdát phẳng ra trở lại. Những phần của ảnh nhòe đến mức bạn không thể nhận ra
ảnh nữa. Thay vào đó, não của bạn mách bảo rằng bạn đang nhìn vào một bềmặtgồ ghề có ánh bạc.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered phiên bản -
d/ Hai bức dáng tự chụp của tác giả, một chụp trong gương và mộtchụp với một lá nhôm.Sự phản xạ kiểu gương ởmột góc nhất định được gọi là phản xạ phản chiếu,còn sự phản xạ ngẫu nhiên theo nhiều hướng khác nhau được gọi là phản xạkhuếch tán. Phản xạ khuếch tán là cách chúng ta nhìn thấy những vật không phátsáng. Phản xạ phản chiếu chỉ cho phép chúng ta nhìn thấy ảnh của những vật khácngoài vật đang phản xạ. Trong phần trên của hình d, hãy tưởng tượng các tia sáng
đang phát ra từmặt trời. Nếu bạn nhìn xuống một bềmặt phản chiếu, thì không cócách nào cho hệmắt-não của bạn bảo rằng các tia sáng đó thật sự không phát ra từmặt trời nằm ở bên dưới chỗ bạn.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered phiên bản -
e/ Phản xạ phản chiếu và phản xạ khuếch tánHình f thể hiện một thí dụ khác của cách chúng ta không thể tránh được kếtluận rằng ánh sáng phản xạ khỏi những vật khác ngoài các loại gương ra. Đèn ốnglà cái tui có trong nhà mình. Nó có một bóng sáng, đặt trong một tấm chắn kim loạihình lòng chão hoàn toàn mờ đục. Con đường duy nhất ánh sáng có thể đi ra khỏi
đèn ống là đi qua phần trên của lòng chão. Thực tế tui có thể đọc một quyển sách ởtư thế như trong hình có nghĩa là ánh sáng phải phản xạ khỏi trần nhà, sau đó phảnxạ khỏi quyển sách, rồi cuối cùng đi vào mắt của tôi.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered phiên bản -
f/ Ánh sáng phản xạ khỏi trần nhà, sau đó phản xạ khỏi quyển sách
Đây là chỗ những thiếu sót của lí thuyết Hi Lạp về sự nhìn trở nên rõ rànghiển nhiên. Theo lí thuyết Hi Lạp, ánh sáng phát ra từ bóng đèn và “các tia mắt” bí
ẩn của tui đều được đánh giá là đi tới quyển sách, tại đó chúng va chạm nhau, cho phéptui nhìn thấy quyển sách. Nhưng lúc này chúng ta có tổng cộng bốn vật: bóng đèn,mắt, quyển sách và trần nhà. Vậy thì trần nhà nằm ở chỗ nào? Nó có gửi ra những“tia trần nhà” bí ẩn của riêng nó, góp phần vào một va chạm tay ba tại quyển sáchhay không? Điều đó đúng là quá kì quái đểmà tin!Sự khác biệt giữa màu trắng, màu đen, và những bóng xám khác nằm ở chỗbao nhiêu phần trăm ánh sáng mà chúng hấp thụ và bao nhiêu phần trăm ánh sángmà chúng phản xạ. Đó là lí do vì sao vải vóc màu sáng thông dễ nhìn hơn vào mùahè, và màn thảm màu sáng trong xe hơi trông mát mẻ hơn màn thảm màu đen.
Số đo cường độ sángChúng ta vừa thấy rằng cảm giác sinh lí của tiếng ồn có liên quan đến cường
độ âm thanh (công suất trên đơn vị diện tích), nhưng không tỉ lệ thuận với nó. Nếu
Simpo PDF Merge and Split Unregistered phiên bản -
âm A có cường độ 1 nW/m2, âm B có cường độ 10 nW/m2, và âm C là 100 nW/m2,thì sự tăng mức cường độ từ B lên C được cảm nhận ngang bằng với sự tăng từ Alên B, chứ không phải lớn hơn 10 lần. Ng...