Ánh sáng là một dạng năng lượng được tạo thành từ các photon. Photon là đơn vị nhỏ nhất của ánh sáng khả kiến. Bạn có biết ánh sáng là thứ nhanh nhất trong vũ trụ? Vì ánh sáng bao gồm các hạt không có khối lượng gọi là photon cho phép nó trở thành thứ nhanh nhất trong vũ trụ. Ánh sáng di chuyển trong chân không với tốc độ 300.000 km mỗi giây. Ánh sáng là duy nhất vì nó tồn tại ở hai dạng rất khác nhau cùng một lúc. Một dạng là các hạt nhỏ gọi là photon. Các hình thức khác là sóng. Cách dễ nhất để nghĩ về ánh sáng là sóng.
Ánh sáng sẽ truyền theo một đường thẳng hoàn toàn cho đến khi nó chạm vào một vật thể sẽ bẻ cong nó hoặc phản xạ nó. Tính chất này của ánh sáng truyền theo đường thẳng được gọi là sự truyền thẳng của ánh sáng.
Bạn đã bao giờ nhận thấy chùm ánh sáng đi vào phòng tối của bạn thông qua một lỗ nhỏ chưa? Vâng, bạn sẽ thấy chùm ánh sáng truyền theo đường thẳng.
Chúng ta hãy tiến hành một vài thí nghiệm cơ bản để chứng minh rằng ánh sáng truyền theo đường thẳng.
Thí nghiệm 1:
Vật dụng cần có: Cây nến, que diêm, và một ống thẳng nhỏ rỗng, và một ống rỗng nhỏ uốn cong.
Thắp nến và nhìn ngọn lửa nến qua đường ống thẳng. Ở đây có thể nhìn thấy ánh nến.
Bây giờ, chúng ta hãy thử nhìn ngọn lửa qua đường ống uốn cong. Ngọn lửa bây giờ sẽ không được hiển thị cho chúng tôi.
Quan sát: Không nhìn thấy ngọn lửa qua ống cong. Thí nghiệm này chứng minh rằng ánh sáng truyền theo đường thẳng và bị chặn lại nếu gặp bất kỳ chướng ngại vật nào trên đường đi của nó.
Thí nghiệm 2:
Đồ vật cần có: Ba màn hình giống nhau và một cây nến.
Đục lỗ ở giữa ba màn hình này và gắn chúng lên bàn nối tiếp nhau như thể hiện trong sơ đồ bên dưới. Giữ ngọn nến ở một bên của những màn hình này và nhìn qua phía bên kia của ba màn hình.
1. Thử nhìn vào ngọn nến. Điều chỉnh các lỗ màn hình và ngọn nến để bạn có thể nhìn thấy ngọn lửa đi qua các màn hình này.
2. Bây giờ hãy trượt bất kỳ màn hình nào sang một bên và cố gắng nhìn thấy ngọn nến. Nó sẽ không được nhìn thấy.
Quan sát: Khi cả ba lỗ và ngọn lửa thẳng hàng, thì chúng ta có thể nhìn thấy ngọn lửa. Ngay khi một trong các màn hình phá vỡ sự liên kết, ngọn lửa sẽ không nhìn thấy được. Điều này chỉ có thể xảy ra khi ánh sáng truyền theo đường thẳng chứ không phải theo đường ngoằn ngoèo.
1. Hình thành bóng: Bất cứ khi nào ánh sáng bị che khuất bởi một chất mờ đục thì bóng sẽ được hình thành. Nó có hình dạng giống như đối tượng mặc dù nó có thể có kích thước khác.
2. Sự hình thành nhật thực: Một hệ quả khác của việc ánh sáng truyền theo đường thẳng là sự tồn tại của hiện tượng nhật thực và nguyệt thực. Bạn có thấy tại sao Trái đất, Mặt trăng và Mặt trời phải nằm trên một đường thẳng để gây ra nhật thực không? Ánh sáng từ Mặt trời không thể uốn quanh Mặt trăng. Nếu ánh sáng mặt trời không đến được mắt bạn, thì bạn không thể nhìn thấy Mặt trời.
3. Sự hình thành ngày và đêm: Nếu tia sáng mặt trời không theo đường thẳng thì ánh sáng sẽ cong quanh trái đất và có ánh sáng mặt trời vào ban đêm.
4. Máy ảnh lỗ kim: Máy ảnh lỗ kim dựa trên sự truyền thẳng của ánh sáng. Hãy để chúng tôi xem làm thế nào nó hoạt động. Máy ảnh lỗ kim là một thiết bị đơn giản bao gồm một hộp nhỏ được sơn màu đen ở bên trong và có một lỗ nhỏ bằng kích thước của một chiếc đinh ghim ở một đầu. Ở đầu bên kia, có một màn hình giấy can hoặc kính mờ để xem. Nếu bạn xoay mặt có lỗ về phía một cái cây ở xa hoặc có lẽ là một ngọn nến rồi nhìn vào màn hình ở đầu đối diện, bạn sẽ thấy một hình ảnh. Hình ảnh có thể bị mờ tùy thuộc vào vật thể ở xa hay gần. Nhưng điều thú vị về hình ảnh là nó lộn ngược, hay như chúng ta nói trong vật lý, hình ảnh bị đảo ngược. Sự đảo ngược này là bằng chứng cho thấy ánh sáng truyền theo đường thẳng.
Tia sáng đi từ ngọn cây (điểm A) đến điểm X trên màn. Các tia từ dưới gốc cây (điểm B) chiếu vào Y. Do đó, XY là ảnh ngược chiều thu nhỏ của cây trên màn. Nếu màn hình được thay bằng phim ảnh, bạn có thể chụp ảnh cái cây.
Làm thế nào có thể thay đổi đường đi của ánh sáng?
Dưới đây là những lý do khiến ánh sáng bị lệch khỏi đường đi thẳng của nó:
(i) Nó chạm vào bề mặt và bật trở lại. Điều này được gọi là sự phản ánh.
(ii) Nó truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác và thay đổi hướng của nó, chẳng hạn khi ánh sáng truyền từ không khí vào nước, nó thay đổi tốc độ, làm cho ánh sáng bị bẻ cong. Điều này được gọi là khúc xạ.
(iii) Ánh sáng đi vào vật nhưng không xuyên qua. Bề mặt màu đen hấp thụ gần như toàn bộ ánh sáng. Điều này được gọi là sự hấp thụ.
