Định Nghĩa Và Tầm Quan Trọng Của Khúc Xạ

Khúc xạ rất cần thiết cho thị lực. Nếu không có quá trình bẻ cong sóng ánh sáng này, thế giới của bạn sẽ là một màn mờ ảo. Bạn không thể đọc một cuốn sách bán chạy hoặc chiêm ngưỡng phong cảnh tuyệt đẹp.  

Bác sĩ nhãn khoa là những chuyên gia chẩn đoán tật khúc xạ. Nếu họ tìm thấy một cái, họ gọi đó là tật khúc xạ . 

Nhưng chính xác thì khúc xạ là gì? Nó hoạt động như thế nào và tại sao nó lại quan trọng đối với tầm nhìn của bạn? Điều đó cần một chút giải thích. 

Định nghĩa cơ bản của khúc xạ là gì? 

Khúc xạ là sự uốn cong của sóng khi nó đi qua một góc qua vật có mật độ khác. Sự khúc xạ có thể xảy ra với bất kỳ năng lượng nào truyền dưới dạng sóng, như âm thanh, nhiệt hoặc ánh sáng. Chúng tôi sẽ đề cập đến vấn đề khúc xạ ánh sáng trong bài viết này vì nó rất quan trọng đối với thị giác. 

Sự khúc xạ có ba yêu cầu: 

  1. Một phương tiện trong suốt
  2. Mật độ khác nhau
  3. Sóng di chuyển theo một góc

Hãy nói về từng cái riêng biệt.

Một phương tiện trong suốt

Trong suốt có nghĩa là nhìn xuyên qua. Môi trường có nghĩa là chất có sóng truyền qua. Do đó, môi trường trong suốt là chất có thể nhìn xuyên qua như không khí, thủy tinh, nhựa, nước – hoặc giác mạc và thủy tinh thể trong mắt của bạn . 

Mật độ khác nhau 

Hãy nghĩ về một tia sáng truyền từ mặt trời đến trái đất. Nếu tia này chạm vào mặt trăng, nó sẽ bật ra, tạo ra sự phản chiếu mà bạn nhìn thấy trên bầu trời đêm. Mặt trăng là đá rắn, dày đặc đến nỗi ánh sáng không thể xuyên qua nó. 

Điều gì đó khác sẽ xảy ra nếu ánh sáng chiếu vào thứ gì đó có mật độ nhỏ hơn nhiều. 

Hãy tưởng tượng tia sáng của chúng ta thiếu mặt trăng. Nó tiếp tục di chuyển theo đường thẳng với tốc độ 186.000 dặm / giây cho đến khi chạm tới bầu khí quyển của trái đất, trong suốt. Ở đây, tia sáng chậm lại một chút vì không khí của hành tinh chúng ta dày đặc hơn chân không của không gian. 

Quá trình tương tự xảy ra khi ánh sáng đi qua ống kính của máy ảnh. Một tròng kính dày đặc hơn nhiều so với không khí. Bất kỳ sóng ánh sáng nào truyền qua tròng kính sẽ di chuyển chậm hơn, khiến sóng khúc xạ (từ khoa học có nghĩa là “bẻ cong”).           

Sóng di chuyển theo một góc

Nếu một tia sáng mặt trời của chúng ta chiếu thẳng xuống bề mặt Đại Tây Dương với một góc 90 độ chính xác, nó sẽ đi xuyên qua mặt nước – nhưng nó sẽ không bị uốn cong. Điều này là do sự khúc xạ ánh sáng chỉ xảy ra khi các tia tới môi trường trong suốt ở một góc. 

Góc này rất quan trọng đối với các thấu kính được sử dụng trong kính hiển vi, kính viễn vọng và kính đeo mắt điều chỉnh thị lực. Tròng kính lồi và thấu kính lõm sử dụng các bề mặt cong để khúc xạ ánh sáng theo các hướng cụ thể nhằm tiết lộ các dạng sống cực nhỏ và các khoảng cách xa của vũ trụ. Và chúng mang lại cho chúng ta thị lực tốt hơn. 

XEM THÊM: Infographic: Cách hoạt động của kính đeo mắt và lịch sử của kính

Sự khúc xạ trông như thế nào trong cuộc sống hàng ngày? 

829855554

Ánh sáng đi qua nước tạo ra những ví dụ phổ biến nhất hàng ngày về hiện tượng khúc xạ. Nếu bạn đổ đầy nước vào một cốc thủy tinh và đặt một chiếc thìa vào đó, chiếc thìa sẽ có vẻ như bị uốn cong trên bề mặt nước. Sự khúc xạ này xảy ra bởi vì ánh sáng truyền qua nước chậm hơn một chút so với truyền qua không khí xung quanh nó. 

Chính khái niệm này khiến việc bắt một con cá bằng tay không trở nên vô cùng khó khăn. Vì khúc xạ, mắt bạn không nhìn thấy cá ở vị trí thực của nó. Để bắt được nó, bạn phải tinh thần xác định đúng vị trí thực của nó, nắm lấy ở đó và hy vọng điều tốt nhất vì cá không thích bị bắt. 

Hệ thống thị giác của chúng ta hoạt động tốt nhất khi chúng ta nhận thức mọi thứ thông qua một môi trường có mật độ duy nhất, như không khí trong suốt mà chúng ta hít thở. Nhưng đôi khi mắt chúng ta nhìn thấy những cảnh có nhiều môi trường và mật độ, như không khí và nước, cùng một lúc. Bộ não cố gắng hiểu những gì mắt chúng ta nhìn thấy. Điều này gây ra ảo ảnh quang học như chiếc thìa bị cong và con cá khó nắm bắt. 

Khi mặt trời nóng của mùa hè làm ấm bề ​​mặt mặt đất, chúng ta thường thấy một ảo ảnh mờ ảo bởi vì không khí ấm áp có mật độ khác với không khí mát hơn ở trên nó. Đây là một ví dụ tự nhiên khác về hiện tượng khúc xạ. 

Đo sự khác biệt trong khúc xạ: Chỉ số khúc xạ 

Không khí và nước đều trong suốt, nhưng không khí ít đặc hơn nước rất nhiều. Hãy tưởng tượng bạn đang thử đi xe đạp trên một con phố ngập nước so với vỉa hè khô ráo. Mật độ của không khí và nước có xu hướng tạo ra những trải nghiệm khác nhau đáng kể. 

Chỉ số khúc xạ là một cách toán học để nắm bắt những khác biệt này về mật độ. Chỉ số so sánh mọi mật độ khác với mật độ của chân không trong không gian, được biểu thị bằng 1,0. Để so sánh, không khí có chỉ số khúc xạ là 1.0003, trong khi nước được xếp hạng 1,333 và kim cương được liệt kê ở mức 2,417.

Chỉ số khúc xạ không chỉ là một phép so sánh toán học. Nó cũng giúp các bác sĩ nhãn khoa tìm ra loại thấu kính phù hợp để sửa các tật khúc xạ và xóa mờ thị lực . Hơn nữa, tròng kính siêu mỏng được sản xuất để cung cấp độ khúc xạ tối đa dưới dạng mỏng, nhẹ, tạo cảm giác thoải mái và hấp dẫn hơn.  

Quang học: Làm cho khúc xạ hoạt động 

get img

Các nhà khoa học đã hiểu được tiềm năng của hiện tượng khúc xạ trong nhiều thế kỷ. Từ đầu những năm 1500 cho đến ngày nay, kính thiên văn và kính hiển vi đã mang lại cho các nhà khoa học một cửa sổ về các hành tinh xa xôi và những sinh vật không thể nhìn thấy bằng mắt thường.  

Do đó, sự khúc xạ đã giúp con người xây dựng trên hệ thống thị giác tự nhiên tinh vi đã phát triển qua hàng trăm triệu năm. Ở loài chúng ta, sóng ánh sáng khúc xạ đầu tiên ở giác mạc, mô hình nửa vòm rõ ràng ở mặt trước của mắt. Sau đó, chúng đi qua thấu kính, thấu kính khúc xạ lại để tạo ra tầm nhìn rõ ràng.

Tiếp theo, sóng ánh sáng đi đến võng mạc , một lớp dây thần kinh nhạy cảm với ánh sáng truyền cảm giác ánh sáng qua các dây thần kinh thị giác đến các trung tâm thị giác của não, kết thúc công việc cung cấp cho chúng ta thị lực. 

Than ôi, sự tiến hóa đã không mang lại một thiết kế nhãn cầu hoàn hảo. 

Sự khác biệt nhỏ về hình dạng của mắt gây ra các tật khúc xạ tạo ra cận thị , viễn thị và loạn thị . May mắn thay, việc đặt một tròng kính khác trước mắt, với kính đeo mắt hoặc kính áp tròng , thêm một khúc xạ khác thường khắc phục những lỗi này. 

Cách tốt nhất để làm cho tật khúc xạ hoạt động cho bạn là thường xuyên đến gặp bác sĩ nhãn khoa , người có thể kiểm tra thị lực của bạn và tìm ra cách phù hợp để điều chỉnh tật khúc xạ. 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.