Ánh sáng truyền theo đường nào?

Ánh sáng truyền theo đường nào? được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 7. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Ánh sáng truyền theo đường nào?

Trả lời:

Đường truyền của ánh sáng trong không khí là đường thẳng.

1. Tốc độ ánh sáng

- Tốc độ ánh sáng trong chân không được xác định chính xác là 299.792.458m/s (xấp xỉ 186.282 dặm mỗi giây). Giá trị cố định của tốc độ ánh sáng tính bằng đơn vị SI là kết quả của thực tế rằng mét hiện được định nghĩa theo tốc độ ánh sáng. Tất cả các dạng bức xạ điện từ đều chuyển động với tốc độ chính xác như nhau trong chân không.

- Các nhà vật lý khác nhau đã cố gắng đo tốc độ ánh sáng trong suốt lịch sử. Galileo đã cố gắng đo tốc độ ánh sáng vào thế kỷ XVII. Một thí nghiệm ban đầu để đo tốc độ ánh sáng được tiến hành bởi Ole Rømer, một nhà vật lý người Đan Mạch, vào năm 1676. Sử dụng kính thiên văn, Romer quan sát chuyển động của Sao Mộc và một trong những mặt trăng của nó, Io. Nhận thấy sự khác biệt trong chu kỳ biểu kiến của quỹ đạo Io, ông tính toán rằng ánh sáng mất khoảng 22 phút để đi qua đường kính của quỹ đạo Trái Đất. Tuy nhiên, kích thước của nó vẫn chưa được biết đến vào thời điểm đó. Nếu Rømer biết đường kính của quỹ đạo Trái Đất, Rømer sẽ tính được tốc độ ánh sáng là 227.000.000 m/s.

- Một phép đo khác chính xác hơn về tốc độ ánh sáng đã được Hippolyte Fizeau thực hiện ở châu Âu vào năm 1849. Fizeau hướng một chùm ánh sáng vào một tấm gương cách đó vài km. Một bánh răng quay được đặt trên đường truyền của chùm sáng khi nó đi từ nguồn, đến gương rồi quay trở lại điểm gốc. Fizeau nhận thấy rằng tại một tốc độ quay nhất định, chùm tia sẽ đi qua một khe hở trên bánh xe trên đường đi và khe hở tiếp theo trên đường quay trở lại. Biết khoảng cách đến gương, số răng trên bánh xe và tốc độ quay, Fizeau có thể tính được tốc độ ánh sáng là 313.000.000 m/s.

- Léon Foucault đã thực hiện một thí nghiệm sử dụng gương quay để thu được giá trị 298.000.000 m/s vào năm 1862. Albert A. Michelson đã tiến hành các thí nghiệm về tốc độ ánh sáng từ năm 1877 cho đến khi ông qua đời năm 1931. Ông đã cải tiến các phương pháp của Foucault vào năm 1926 bằng cách sử dụng gương xoay cải tiến để đo thời gian cần ánh sáng để thực hiện một chuyến đi vòng từ Núi Wilson đến Núi San Antonio ở California. Các phép đo chính xác mang lại tốc độ 299.796.000 m/s.

- Vận tốc hiệu quả của ánh sáng trong các chất trong suốt khác nhau chứa vật chất thông thường, là chậm hơn trong chân không. Ví dụ, tốc độ ánh sáng trong nước bằng 3/4 tốc độ trong chân không.

- Hai nhóm các nhà vật lý độc lập được cho là đã đưa ánh sáng đến tốc độ "hoàn toàn bế tắc" bằng cách truyền nó qua chất ngưng tụ Bose – Einstein của nguyên tố rubidium, một nhóm tại Đại học Harvard và Viện Khoa học Rowland ở Cambridge, Massachusetts, và nhóm kia tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard – Smithsonian, cũng ở Cambridge. Tuy nhiên, mô tả phổ biến về việc ánh sáng bị "dừng lại" trong các thí nghiệm này chỉ đề cập đến việc ánh sáng được lưu giữ trong trạng thái kích thích của nguyên tử, sau đó được phát ra lại vào một thời điểm tùy ý sau đó, như được kích thích bởi xung laser thứ hai. Trong thời gian nó đã "dừng lại" nó đã không còn là ánh sáng nữa.

2. Quang học là gì?

- Quang học là một nhánh của vật lý nghiên cứu hành vi và tính chất của ánh sáng. Nó được sử dụng để nghiên cứu sự tương tác của ánh sáng và vật chất để phát triển các thiết bị sử dụng hoặc phát hiện ánh sáng.

- Cả ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng hồng ngoại đều được nghiên cứu trong lĩnh vực quang học.

- Nghiên cứu về quang học đã được sử dụng để phát triển một loạt công nghệ được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, bao gồm máy ảnh, thiết bị kiểm tra mắt và internet tốc độ cao.

3. Quang học được sử dụng như thế nào trong các thành phố thông minh?

- Do các ứng dụng rộng rãi của quang học, các công nghệ sử dụng kĩ thuật này được tìm thấy trên khắp các thành phố thông minh.

- Từ những vật dụng thông thường mà mọi người thấy và sử dụng hàng ngày cho đến những ứng dụng tiên tiến, sáng tạo, dưới đây là 4 cách sử dụng quang học trong các thành phố thông minh:

Năng lượng mặt trời và bảo tồn năng lượng

- Việc sử dụng các tấm pin mặt trời và tế bào để thu thập và lưu trữ các tia mặt trời ngày càng trở nên phổ biến hơn vì chúng tốn ít chi phí. Tiến bộ công nghệ làm cho chúng trở thành những lựa chọn khả thi hơn cho từng gia đình và doanh nghiệp cũng đã giúp thúc đẩy xu hướng này.

- Nguồn năng lượng thay thế này đã được sử dụng bởi nhiều thành phố, giúp chúng trở nên độc lập hơn về năng lượng và giảm chi phí cũng như giảm việc sử dụng carbon.

- Ngoài việc tìm kiếm các nguồn năng lượng tốt hơn, quang học còn là công cụ trong việc phát triển các thiết bị giúp bảo tồn năng lượng sử dụng, dù là thay thế hay truyền thống.

- Ví dụ như bóng đèn LED, là một trong những tiến bộ chính của quang học. Từ bóng đèn đơn, nhỏ được sử dụng trong đèn bàn và đèn trên cao trong nhà cho đến trang bị toàn bộ trong các tòa nhà thương mại và chính phủ, bóng đèn LED giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí.

Viễn thông

- Nhờ có cáp quang, truy cập internet đã có thể tiếp cận xa hơn và trở nên hợp lý hơn cho nhiều người. Việc tiếp cận thông tin này giúp cải thiện mức sống và kết quả kinh tế, đặc biệt là đối với những người có tình trạng kinh tế xã hội thấp hơn.

- Khi công nghệ tiếp tục phát triển, kết nối càng trở nên tốt và nhanh hơn.

- Bước tiếp theo của internet tốc độ cao là công nghệ 5G.

- Công nghệ mới này cho phép số lượng thiết bị lớn hơn - máy tính, thiết bị di động và thậm chí cả phương tiện và máy móc khác - giao tiếp, giúp cho các thành phố an toàn và được kết nối nhiều hơn.

- Internet tốc độ cao cũng giúp các thành phố thông minh có thể thu thập, truyền tải, lưu trữ và phân tích lượng lớn dữ liệu. Dữ liệu này có thể được sử dụng để cải thiện độ an toàn và bảo mật, tăng cường nỗ lực bảo tồn năng lượng, tiết kiệm thời gian và làm hài lòng người dân, vv…

Vận chuyển

- Các thành phố lớn đòi hỏi rất nhiều phương tiện để vận chuyển người từ nơi này sang nơi khác.

- Và, khi các thành phố được mở rộng, dân số gia tăng gây áp lực hơn nữa đối với các hệ thống giao thông và đường xá đã cũ. Điều này có thể dẫn đến tắc nghẽn giao thông, ô nhiễm và các vụ tai nạn nguy hiểm gia tăng.

- Tuy nhiên, với máy quét và hệ thống giám sát sử dụng công nghệ quang học, các thành phố có thể cải thiện mô hình và hệ thống giao thông để giúp việc đi lại tốt hơn và an toàn hơn.

- Cảm biến có thể được cài đặt trên đèn giao thông, ví dụ, cho phép thu thập dữ liệu liên quan đến các mẫu lưu lượng. Dữ liệu này sau đó được truyền, lưu trữ và phân tích - sử dụng công nghệ viễn thông được phát triển nhờ vào quang học - bởi các nhà lãnh đạo thành phố.

- Các mẫu lưu lượng truy cập mới có thể được thiết lập và việc tắc đường có thể được giảm bằng cách sử dụng dữ liệu này. Ngoài ra, các nhà lãnh đạo thành phố có thể làm cho giao thông công cộng trở nên hấp dẫn và thuận tiện hơn, giảm ô nhiễm và tắc nghẽn giao thông nói chung.

Bảo vệ

- Sống trong một thành phố lớn có thể có nghĩa là cư dân phải đối mặt với một loạt các nguy hiểm.

- Từ các chất độc hại chưa biết đến tội phạm nói chung, các nhà lãnh đạo của các thành phố luôn tìm cách để giữ cho cư dân của họ an toàn hơn và giảm các tình huống nguy hiểm.

- Các lĩnh vực quang học đã giúp tạo ra nhiều tiến bộ trong quy trình bảo mật, bao gồm quét võng mạc, pháp y, laser và quét DNA. Những công nghệ này giúp dễ dàng xác định tội phạm và các điều kiện nguy hiểm, giải quyết các vụ phạm tội nhanh hơn và ngăn ngừa thương tích và tử vong hơn nữa.

------------------------------------------------------------

Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu Ánh sáng truyền theo đường nào? Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Vật Lý lớp 7, Giải bài tập môn Vật lý lớp 7, Giải vở bài tập Vật Lý 7, Tài liệu học tập lớp 7, ngoài ra các bạn học sinh có thể tham khảo thêm đề học kì 1 lớp 7 và đề thi học kì 2 lớp 7 mới nhất được cập nhật.