Benjamin Crowell: Quang học - Phần 11

+ Phóng to hình Bàn ăn Sáng, tác phẩm của Willem Clasz. de Heda, thế kỉ 17. Bức tranh thể hiện rất nhiều loại ảnh, một số ảnh bị biến dạng, do sự phản xạ và khúc xạ gây ra. Chương 3 Khảo sát ảnh, định lượng Nghe thì chút kì lạ khi nhà khoa học gán cho một lí thuyết là “đẹp”, nhưng đối với những người trong cuộc thì đó là một cái tên hoàn toàn ý nghĩa. Một điểm nổi bật của một lí thuyết đẹp là nó khiến chúng ta bất ngờ trước sự đơn giản...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Benjamin Crowell: Quang học - Phần 11 Benjamin Crowell: Quang học - Phần 11 + Phóng to hìnhBàn ăn Sáng, tác phẩm của Willem Clasz. de Heda, thế kỉ 17.Bức tranh thể hiện rất nhiều loại ảnh, một số ảnh bị biến dạng,do sự phản xạ và khúc xạ gây ra. Chương 3 Khảo sát ảnh, định lượngNghe thì chút kì lạ khi nhà khoa học gán cho một lí thuyết là“đẹp”, nhưng đối với những người trong cuộc thì đó là một cáitên hoàn toàn ý nghĩa. Một điểm nổi bật của một lí thuyết đẹp lànó khiến chúng ta bất ngờ trước sự đơn giản của nó. Lí thuyếttoán học của thấu kính và gương cầu cho chúng ta một sự bấtngờ kiểu như thế. Chúng ta nghĩ vấn đề là phức tạp vì có quánhiều trường hợp: gương lõm thì tạo ra ảnh thật, thấu kính lõmthì tạo ra ảnh ảo, và cứ thế có tổng cộng sáu khả năng có thể xảyra. Nếu chúng ta muốn dự đoán vị trí của ảnh trong tất cả nhữngtrường hợp này, chúng ta có thể muốn có sáu phương trình khácnhau, và thêm sáu phương trình nữa để dự đoán độ phóng đại.Thay vậy, hóa ra chúng ta có thể sử dụng chỉ một phương trìnhcho vị trí ảnh và một phương trình cho độ phóng đại của nó, vàhai phương trình này áp dụng được cho tất cả các trường hợp màkhông cần thay đổi ngoại trừ dấu cộng và dấu trừ. Đây là cái mànhà vật lí Eugene Wigner gọi là “sự hiệu quả không lí giải nổicủa toán học”. Thỉnh thoảng, chúng ta có thể tìm thấy một lí dosâu sắc hơn cho sự đơn giản bất ngờ đó, nhưng thỉnh thoảngdường như rằng Chúa đã tạo ra những bí mật của vũ trụ theokiểu sao cho chúng có thể bị khai phá bởi một công cụ tư duycủa loài người gọi là toán học.3.1 Ảnh thật tạo bởi gương cầu lõmVị trí ảnhBây giờ chúng ta sẽ suy luận ra phương trình cho vị trí của mộtảnh thật tạo bởi một gương lõm. Chúng ta sẽ giả sử cho đơn giảnrằng gương có dạng cầu, nhưng thật ra đây không phải là giảthuyết bắt buộc, vì mọi cái gương lõm, đối xứng đều có thể xemlà một mặt cầu. Hình dạng của cái gương có thể được xác địnhbằng cách cho vị trí tâm của nó, C. Một cái gương cong nhiều làmột mặt cầu có bán kính nhỏ, nên C ở gần nó, còn một cáigương cong ít có C ở xa hơn. Gọi điểm O là nơi đặt vật, ta muốntìm điểm I nơi ảnh sẽ được tạo ra.