Khóa Luận Tốt Nghiệp: Nghiên Cứu Sự Khúc Xạ Ánh Sáng Trong Môi Trường Chiết Suất Biến Đổi

• Tác giả: Nguyễn Thị Hằng
• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Thị Thắm
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
• Chuyên ngành: Vật lý đại cương
• Đề tài: Sự khúc xạ ánh sáng trong môi trường chiết suất biến đổi
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lí do chọn đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.4. Đối tượng nghiên cứu
• 0.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 0.6. Phương pháp nghiên cứu
• 0.7. Cấu trúc khóa luận
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
• 1.1. Chiết suất của môi trường
• 1.1.1. Chiết suất tuyệt đối
• 1.1.2. Chiết suất tỉ đối
• 1.2. Các định luật cơ bản của quang hình học
• 1.2.1. Định luật truyền thẳng của ánh sáng
• 1.2.2. Định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng
• 1.2.3. Hiện tượng phản xạ toàn phần
• 1.3. Nguyên lý Fermat
• 1.4. Sự áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng trong môi trường chiết suất biến đổi
• 1.4.1. Hệ số góc tiếp tuyến của đường cong tia sáng
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG TRONG TỰ NHIÊN
• 2.1. Một số hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong môi trường chiết suất không đổi
• 2.1.1. Các vật bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt
• 2.2. Cầu vồng
• 2.2.1. Cơ chế
• 2.2.2. Điều kiện để quan sát được cầu vồng
• 2.2.3. Cầu vồng tay vịn
• 2.3. Một số hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong môi trường chiết suất biến đổi
• 2.4. Sự sai lệch khi định vị góc nhìn một ngôi sao từ mặt đất
• 3. CHƯƠNG 3: MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG TRONG MÔI TRƯỜNG CHIẾT SUẤT BIẾN ĐỔI
• 3.1. Dạng 1: Chiết suất thay đổi theo các lớp phẳng
• 3.2. Dạng 2: Chiết suất thay đổi theo các lớp hình cầu
• 3.3. Dạng 3: Chiết suất thay đổi theo các lớp hình trụ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Khóa Luận Tốt Nghiệp

Khóa luận tốt nghiệp của Nguyễn Thị Hằng với đề tài 'Sự Khúc Xạ Ánh Sáng Trong Môi Trường Chiết Suất Biến Đổi' là một công trình nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực vật lý ánh sáng. Khóa luận này được thực hiện tại Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thị Thắm. Mục tiêu chính của nghiên cứu là khám phá và phân tích các hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong môi trường có chiết suất biến đổi, đồng thời đưa ra các phương pháp giải quyết bài toán liên quan.

1.1. Mục Đích Nghiên Cứu

Mục đích chính của khóa luận tốt nghiệp là hệ thống hóa các kiến thức về khúc xạ ánh sáng trong môi trường có chiết suất biến đổi. Nghiên cứu này nhằm cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho việc giải quyết các bài toán liên quan đến quang học, đặc biệt là trong các kỳ thi Olympic Vật Lý. Khóa luận cũng hướng đến việc trở thành tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên và giáo viên.

1.2. Phương Pháp Nghiên Cứu

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong khóa luận tốt nghiệp bao gồm tra cứu tài liệu, tổng hợp kiến thức, và giải các bài tập thực hành. Các hiện tượng khúc xạ ánh sáng được phân tích dựa trên các định luật cơ bản của quang hình học, bao gồm định luật truyền thẳng, định luật phản xạ, và định luật khúc xạ ánh sáng.

II. Khám Phá Sự Khúc Xạ Ánh Sáng

Khám phá sự khúc xạ ánh sáng là trọng tâm chính của khóa luận tốt nghiệp. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích các hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong môi trường có chiết suất biến đổi, một vấn đề phức tạp nhưng có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các hiện tượng như ảo ảnh trên sa mạc, mặt đường ướt trong ngày nắng, và hiện tượng con tàu ma được giải thích dựa trên sự biến đổi của chiết suất ánh sáng.

2.1. Hiện Tượng Khúc Xạ Trong Tự Nhiên

Các hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong tự nhiên như cầu vồng, ảo ảnh trên sa mạc, và sự gãy khúc của vật thể trong nước được phân tích chi tiết. Các hiện tượng này được giải thích dựa trên sự thay đổi của chiết suất ánh sáng khi truyền qua các môi trường khác nhau. Ví dụ, cầu vồng là kết quả của sự tán sắc ánh sáng Mặt Trời qua các giọt nước mưa.

2.2. Ứng Dụng Thực Tiễn

Nghiên cứu về khúc xạ ánh sáng trong môi trường có chiết suất biến đổi có nhiều ứng dụng thực tiễn, đặc biệt trong lĩnh vực quang học và thiên văn học. Ví dụ, hiện tượng sai lệch góc nhìn khi quan sát các thiên thể từ Trái Đất được giải thích dựa trên sự khúc xạ ánh sáng qua các lớp khí quyển có chiết suất biến đổi.

III. Môi Trường Chiết Suất Biến Đổi

Môi trường chiết suất biến đổi là một trong những yếu tố quan trọng được nghiên cứu trong khóa luận tốt nghiệp. Chiết suất của môi trường có thể thay đổi dựa trên nhiệt độ, mật độ, và độ cao của khối khí. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích sự ảnh hưởng của biến đổi chiết suất đến đường truyền của ánh sáng, đặc biệt trong các môi trường không đồng nhất.

3.1. Chiết Suất Tuyệt Đối và Tỉ Đối

Chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối là hai khái niệm cơ bản được sử dụng để phân tích sự khúc xạ ánh sáng. Chiết suất tuyệt đối được định nghĩa là tỉ số giữa tốc độ ánh sáng trong chân không và tốc độ ánh sáng trong môi trường đang xét. Chiết suất tỉ đối là tỉ số giữa chiết suất tuyệt đối của hai môi trường.

3.2. Ảnh Hưởng Của Biến Đổi Chiết Suất

Sự biến đổi chiết suất trong môi trường ảnh hưởng đáng kể đến đường truyền của ánh sáng. Khi chiết suất thay đổi liên tục, ánh sáng không truyền theo đường thẳng mà bị bẻ cong, tạo thành các đường cong phức tạp. Hiện tượng này được áp dụng để giải thích các ảo ảnh quang học và sai lệch góc nhìn trong thiên văn học.