SO LUOC VE BAN CHAT ANH SANG VA PHUONG PHAP DO VAN TOC ANH SANG

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU
GVHD: NGUYỄN HỮU KHANH
Nhóm SVTH (tổ 10):
1. Nguyễn Thị Hồng Loan
2. Nghuyễn Thế Hoàng
3. Đinh Thị Kim Tuyến
4. Nghuyễn Kiều Diễm
NỘI DUNG BÁO CÁO
I. SƠ LƯỢC VỀ BẢN CHẤT CỦA ÁNH SÁNG
1. Sơ lược về bản chất của ánh sáng:
2. Các học thuyết về ánh sáng:
a. Thuyết hạt về ánh sáng:
b. Thuyết sóng ánh sáng:
c. Thuyết lượng tử ánh sáng:
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO VẬN TỐC ÁNH SÁNG
1. Phương pháp Romer:
2. Phương pháp Bradley:
3. Phương pháp Fizeau:
4. Phương pháp Foucault:
5. Phương pháp Michelson:
6. Phương pháp Begstrand:
III. TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN:

I. SƠ LƯỢC VỀ BẢN CHẤT CỦA ÁNH SÁNG:
- Quang học là một bộ phận của vật lý, là môn học nghiên cứu về ánh sáng, một hiện tượng khách quan, tác động lên mắt gây nên một cảm giác nhìn thấy cho con người.
- Ngày nay, các thành tựu của vật lý học đã có sự thống nhất về bản chất của ánh sáng với sóng điện từ cho nên đối tượng nghiên cứu của quang học được xác định giới hạn khá rõ ràng đó là sự truyền sóng ngắn.
1. Sơ lược về bản chất của ánh sáng
1. Sơ lược về bản chất của ánh sáng:
- Quá trình hình thành và phát triển ngày càng hoàn thiện của môn quang học mà con người không ngừng tìm hiểu qui luật truyền của ánh sáng trong môi trường => về bản chất của ánh sáng thể hiện qua các giả thuyết về ánh sáng nhằm lý giải các hiện tượng về ánh sáng.
- Từ sơ khai, con người đã bắt đầu hiểu các tính chất của ánh sáng, các tri thức về ánh sáng được tích lũy để rồi các qui luật, định luật thuyết về ánh sáng ra đời.
1. Sơ lược về bản chất của ánh sáng:
Aritôt đã nghiên cứu hiện tượng khúc xạ.
Euclide đã ghi nhận về sự truyền thẳng của ành sáng trong môi trường trong suốt, đồng tính và đẳng hướng.
Ptôlêmê nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng khúc xạ áng sáng trong khí quyển trong việc quan sát thiên văn.
Năm 1630, Descartes thành lặp được công thức của định luật khúc xạ ánh sáng, nhưng bản chất thì chưa có một quan niệm rõ ràng, chính xác.
a. Thuyết hạt về ánh sáng:
- Newton là người đưa ra thuyết hạt về ánh sáng. Ông cho rằng ánh sáng là những dòng hạt rất nhỏ do nguồn sáng phát ra và lan truyền trong môi trường đồng chất . Sự phản xạ, khúc xạ ánh sáng được thuyết hạt giải thích hoàn toàn bằng phương pháp cơ học.
Isaac Newton (phát âm như Isắc Niu-tơn) là một nhà vật lý, nhà thiên văn học, nhà triết học tự nhiên và nhà toán học vĩ đại người Anh. Theo lịch Julius, ông sinh ngày 25 tháng 12 năm 1642 và mất ngày 20 tháng 3 năm 1727; theo lịch Gregory, ông sinh ngày 4 tháng 1 năm 1643 và mất ngày 31 tháng 3 năm 1727.
2. Các học thuyết về ánh sáng:
Sự phản xạ ánh sáng trên tắm gương được so sánh với phản xạ của quả cầu đàn hồi từ một thành nào đó và trong trường hợp này thì góc phản xạ bằng góc tới.
a. Thuyết hạt về ánh sáng:
Hình ảnh minh họa cho sự phản xạ
Sự khúc xạ ánh sáng do các hạt ánh sáng và các hạt môi trường thứ hai khi chúng chuyển từ môi trường này sang môi trường khác, khi thành tuyến của vận tốc ánh sáng v1t và v2t coi như không đổi mà chỉ có thành phần pháp tuyến thay đổi.
Theo Newton: v1p # v2p
v1t = v2t
Sin i = v2
Sin r v1

a. Thuyết hạt về ánh sáng:
b. Thuyết sóng ánh sáng
Nhà vật lý Hà Lan, Christian Huygens (1629 -1695), xem ánh sáng như một xung đàn hồi, lan truyền trong một môi trường đặt biệt gọi là ête, lấp đầy toàn bộ trong không gian và thấm được vào chất. Như vậy, thuyết sóng ánh sáng đã coi ánh sáng với tính cách là sóng trong ête, giống như sóng âm trong không khí.
Christian Huygens (1629 -1695),
Mặc dù thuyết sóng ánh sáng của Huygen chưa được nhiều người quan tâm nhưng các công trình như của Young, Fresnel về hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, phân cực của ánh sáng ở đầu thế kỷ 19 đã làm nổi bật tính chất sóng của ánh sáng. Nhưng cũng thấy sự thiếu sót của thuyết sóng ánh sáng là các quan niệm ête cơ học. Ête không gây một tác động đáng kể lên vật chuyển động trong nó.
b. Thuyết sóng ánh sáng
(1831 – 1879)
Cuối thế kỷ 19, trên cơ sở giống nhau giữa sóng ánh sáng và sóng điện từ. Maxcell đã thiết lập thuyết điện từ ánh sáng. Ông cho rằng, ánh sáng là sóng điện từ có tần số cao.
b. Thuyết sóng ánh sáng
c. Thuyết lượng tử ánh sáng
Planck đã đưa ra thuyết lượng tử Planck để giải thích cho sự phát xạ ánh sáng. Theo ông, sự phát xạ ánh sáng của vật không xảy ra liên tục mà gián đoạn, có nghĩa là thành từng phần năng lượng :

Năm 1905,Anhxtanh đã đưa ra thuyết lượng tử ánh sáng hay còn gọi là thuyết photon.
Theo ông, ánh sáng là dòng hạt riêng biệt được gọi là photon. Mỗi photon đều mang một năng lượng xác định:
Einstein
Einstein
c. Thuyết lượng tử ánh sáng
Xung lượng của mỗi photon


Như vậy, theo Anhxtanh, ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt, hay nói cách khác nó có lưỡng tính sóng - hạt.
Thuyết photon đã giải thích được hiện tượng mà thuyết điện từ ánh sáng không làm được, nhưng không phủ nhận thuyết điện từ ánh sáng.
c. Thuyết lượng tử ánh sáng
I. SƠ LƯỢC VỀ BẢN CHẤT CỦA ÁNH SÁNG:
Ánh sáng mặt trời phải mất khoảng 18 phút, 9 giây mới đến được trái đất
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO VẬN TỐC ÁNH SÁNG:
Galilleo có lẽ là người đầu tiên đề nghị một phương pháp để đo vận tốc ánh sáng. Ông đề xuất một thí nghiệm với hai quan sát viên đứng trên hai đỉnh núi xa nhau, mỗi người cầm một đèn lồng che lại được. Lúc đầu cả hai quan sát viên đều che đèn lại. Rồi một người mở đèn ra, đánh dấu thời gian. Khi người thứ hai thấy ánh sáng từ đèn thứ nhất, người này mở đèn của mình ra. Khi người thứ nhât thấy ánh sáng của ngọn đèn thứ hai, sẽ ghi lại thời gian. Dựa vào khoảng cách và thời gian đã biết, sẽ tính dược vận tốc ánh sáng. Chúng ta không biêt thí nghiệm này đã có được tiến hành hay không. Vận tốc ánh sáng là quá lớn và phản ứng con người là quá chậm nên thí nghiệm này không thể thành công được. Tuy nhiên, nguyên tắc của thí ngiệm này là đúng đắn và là cơ sở cho nhiều phép đo về sau.
Galilleo
1. Phương pháp Romer:
Vào năm 1676 nhà thiên văn Đan mạch Ole Roemer (1644-1710) đã công bố khám phá về sự sai lệch trong khoảng thời gian, khi quan sát từ Trái Đất, giữa những lần biến mất của mặt trăng sao Mộc vào bóng của sao Mộc. Sự sai lệch này là do sự thay đổi khoảng cách từ Trái Đất đến sao Mộc. Ông ta tìm thấy thời gian sai biệt khoảng 22 phút trong 6 tháng, tương ứng với thời gian ánh sáng đi được quãng đường bằng đường kính quỹ đạo quả đất. Từ đó Roemer dự đoán rằng vận tốc ánh sáng phải là hữu hạn. Romer đã thu được vận tốc ánh sáng là 215 000 km/s.Vào năm 1678 Huygens phối hợp thời gian đo dược của Roemer với quang đường ước tính và đưa ra giá trị vận tốc ánh sáng là 2,3 x108 m/s.
1. Phương pháp Romer:
2. Phương pháp Bradley :
Năm 1727, nhà thiên văn Bradley(1693 – 1762) đã tìm ra hiện tượng tinh sai bằng phương pháp quang sai của các sao. Mức độ quang sai của các sao được xác định bằng tỉ số tốc độ quỹ đạo của Trái Đất v= 29,8Km/s với tốc độ ánh sáng . Bằng cách đo góc quang sai ta có thể tính được tốc độ ánh sáng.
3. Phương pháp Fizeau:

Bộ dụng cụ thí nghiệm của Fizeau
3. Phương pháp Fizeau:
Năm 1849, Fizeau làn đầu tiên đã xác định vận tốc ánh sáng bằng cách dùng nguồn sáng trên mặt đất.
4. Phương pháp Foucault:
4. Phương pháp Foucault:
Leon Foucault (1819-1868) đã thực hiện thí nghiêm vào năm 1962 dựa vào ý kiến đề xuất của Arago vào năm 1838.
5. Phương pháp Michelson:
Năm 1926, đã cải tiến phương pháp của Foucault xác định vận tốc ánh sáng rất chính xác ( 299.909 Km/s).
Albert Abraham Michelson (1852-1931),
5. Phương pháp Michelson:
6. Phương pháp Bergstrand:
Năm 1949, Bergstrand thực hiện phép đo vận tốc của ánh sáng với kết quả khá chính xác.
Hình ảnh biểu kết quả đo vận tốc trong vòng 200 năm qua
Bảng tổng hợp pp đo vận tốc:
III. Trắc nghiệm khách quan:
1. Bức xạ ánh sáng nào không nhìn thấy được.
A. Ánh sáng đỏ.
B. Ánh sáng tím.
C. Tia từ ngoại, tia Rơnghen.
D. Tia hồng ngoại.
2. ( 1) Khả năng đâm xuyên, ( 2) hiện tượng giao thoa, ( 3) tác dụng phát quang. Mục nào thể hiện tính chất hạt của ánh sáng.
A. ( 1) và ( 2). B. ( 1) và ( 3) C. (2). D. (2) và ( 3).
3. Chọn câu sai.
A. Trong chân không ành sáng truyền với vận tốc bằng vận tốc của sóng điện từ.
B. Ánh sáng có tính chất hạt; mỗi hạt ánh sáng được gọi là phôton.
C. Thuyết lượng tử ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng.
D. Thuyết sóng ánh sáng không giải thích được hiên tượng quang điện.
4. Năng lượng phôton của:
A. Tia hồng ngoại lớn hơn của tia tử ngoại.
B. Tia X lớn hơn của tia tử ngoại.
C. Tia tử ngoại nhò hơn của ánh sáng nhìn thấy.
D. Tia X nhỏ hơn của ánh sáng nhìn thấy.
5. Nhà khoa học nào được xem là người đầu tiên thực hiện phép đo vận tốc ánh sáng:
1. Galilê.
2. Michelson.
3. Fizeau.
4. Romer.
III. Trắc nghiệm khách quan:
Đáp án:
1. C
2. B
3. C
4. B
5. A
III. Trắc nghiệm khách quan:
Cảm ơn thầy
và các bạn
đã theo dõi!!!