Để tạo ra chùm sáng có phạm vi rộng và có cường độ sáng tương đối ổn định trên toàn bộ bề rộng của chùm sáng, người ta đã chế tạo ra thấu kính Fresnel (hình 5.12). Thấu kính này có một số ưu điểm: bề mặt thấu kính rộng nhưng lại mỏng làm thấu kính có khối lượng nhỏ đồng thời làm giảm phần ánh sáng bị thấu kính hấp thụ. Thấu kính này được chế tạo từ những phần mặt cầu trong suốt được mô tả ở hình 5.13a. Thấu kính này có cùng tiêu cự với thấu kinh ở hình 5.13b nhưng mỏng hơn rất nhiều.
Em hãy tìm hiểu và giải thích sự khúc xạ của các tia sáng qua thấu kính này.
Hình 5.12. Thấu kính Fresnel
a) Mặt cắt thấu kính Fresnel b) Mặt cắt thấu kính thông thường
Hình 5.13
Advertisements (Quảng cáo)
Sử dụng kiến thức khúc xạ ánh sáng đã học và đặc điểm của thấu kính Fresnel đã nêu ở đề bài, học sinh vận dụng và kết hợp với kiến thức tìm hiểu qua sách, báo, Internet để giải thích sự khúc xạ của các tia sáng qua thấu kính Fresnel.
Khi ánh sáng chạm vào một bề mặt phẳng của thấu kính, nó sẽ bị khúc xạ, tức là thay đổi hướng di chuyển. Trong trường hợp của thấu kính Fresnel, bề mặt thấu kính được chia thành nhiều phần nhỏ có hình dạng như các răng cưa. Mỗi phần nhỏ này gây ra một lực khúc xạ nhỏ, và khi tổng hợp lại, chúng tạo ra một hình ảnh tương tự như thấu kính truyền thống.
Điều đặc biệt là bề mặt của thấu kính Fresnel được thiết kế để giảm bớt độ dày của thấu kính mà vẫn giữ được các tính chất khúc xạ cần thiết. Bằng cách này, thấu kính Fresnel có thể tập trung ánh sáng giống như thấu kính thông thường mà không cần có một thấu kính dày và nặng.
Nhờ vào cấu trúc đặc biệt này, thấu kính Fresnel không chỉ giúp giảm trọng lượng và kích thước của thấu kính mà còn giúp giảm lượng ánh sáng bị hấp thụ. Điều này làm cho chùm sáng trở nên rộng hơn và có cường độ sáng tương đối ổn định trên toàn bộ bề rộng của chùm sáng.