Tài liệu Bài giảng bài khúc xạ ánh sáng vật lý 11 (14)

Ôn tập kiến thức cũ 1/ Tia sáng? Tia sáng là khái niệm mô hình biểu thị đường truyền của năng lượng ánh sáng. 2/ Định luật truyền thẳng của ánh sáng. Trong môi trường đồng tính, trong suốt ánh sáng truyền theo đường thẳng.(tia sáng là một đường thẳng) 3/ Định luật phản xạ ánh sáng. N S i’ i R I Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới Góc phản xạ (i’) bằng góc tới (i) Câu hỏi: Khi nhìn vào một bể nước ta thấy độ sâu của bể nước như thế nào so với độ sâu thực tế? Độ sâu ảo Độ sâu thực tế KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1/ Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánh sáng. a/ Thí nghiệm: Chiếu một chùm tia sáng hẹp từ mt1 sang mt2(ví dụ từ không khí vào nước). Hiện tượng xẩy ra như thế nào? Chùm tia bị đổi phương khi đi vào trong nước Chùm 1: chùm tia tới Chùm 2: chùm tia khúc xạ 1 2 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1/ Định nghĩa hiện tượng khúc xạ ánhsáng. a/ Thí nghiệm: b/ Định nghĩa: Khúc xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột khi đi qua mặt phân cách hai môi trường truyền ánh sáng. Các khái niệm: +Lưỡng chất phẳng(mt1,mt2,mpxy) +Mặt lưỡng chất(mpxy) S N +IN pháp tuyến mt1 i +SI tia tới x y +i là góc tới I +Mp(SI,IN)là mp tới mt2 r +IR tia khúc xạ R +r góc khúc xạ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 2/ Định luật khúc xạ ánh sáng. a/ Thí nghiệm: i 20o 30o 50o 70o r 13o 19,5o 31o 39o Sini 1,52 1,50 1,49 1,49 sinr S i N’ r R I N sin i  1,5  const s inr KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 2/ Định luật khúc xạ ánh sáng. a/ Thí nghiệm: b/ Định luật: -Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới -Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến của mặt lưỡng chất tại điểm tới -Đối với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là một hằng số. sin i = n Hay sini = nsinr sin r KHÚC XẠ ÁNH SÁNG +Hằng số n phụ thuộc vào bản chất của môi trường chứa tia khúc xạ(mt2) và môi trường chứa tia tới(mt1). +Ví dụ: mt1là không khí, mt2 là nước thì n =4/3 1,33 mt1là không khí, mt2 là thuỷ tinh thì n  1,5 Nếu n>1(i>r) ta nói mt2 chiết quang hơn mt1 Nếu n<1(i1 n<1 R mt2 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 3/ Chiết suất của môi trường. a/ Chiết suất tỉ đối. Hằng số n gọi là chiết suất tỉ đối của mt2(mt khúc xạ) đối với mt1(mt tới) V1 n  n21 = V 2 Trong đó v1, v2 là tốc độ ánh sáng truyền trong mt1 và mt2 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 3/ Chiết suất của môi trường. a/ Chiết suất tỉ đối. b/ Chiết suất tuyệt đối. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không c/ Ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối. c c c Theo Đ/N trên thì n1= , n 2= => n = v2 v1 v Vì v < c  n > 1 d/Liên hệ giữa cs tỉ đối và cs tuyệt đối. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG n2 n21= n1 nck = 1 nkk  1 Câu hỏi: Khi một tia sáng đi từ môi trường này sang môi trường khác, chiết suất tỉ đối của hai môi trường cho ta biết điều gì về đường đi của tia sáng đó? Trả lời: Chiết suất tỉ đối cho ta biết hướng của tia khúc xạ lệch gần hoặc xa pháp tuyến so với hướng của tia tới và tốc độ tia sáng truyền nhanh hay chậm KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Nếu đặt i = i1, r = i2 N S n1 i1 x y sin i1 n2 Thì  sin i2 n1 I i2 n2 R Hay n1sini1 = n2sini2 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 4/ Ảnh của một vật tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường. Giao của 2 tia khúc xạ kéo dài tại o’ gọi là ảnh (ảo) của o o’ o Điều này trong thực tế có gì nguy hiểm không? KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 5/ Tính thuận nghịch trong sự truyền ánh sáng S i n1 I n2 Nếu AS truyền được từ S  I R thì nó cũng truyền được từ RIS s inr n1  n12 = sin i r R n2 n2 1   n21 = n12 n1 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Vận dụng:1 A B C D Chọn câu đúng? Môi trường có chiết suất càng lớn ánh sáng truyền càng nhanh. Chiết suất của môi trường có thể < 1 Môi trường có chiết suất càng nhỏ ánh sáng truyền càng nhanh. Góc khúc xạ r tỉ lệ với góc tới i KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Vận dụng:2 Chiếu ánh sáng từ không khí vào mặt thoáng của một chất lỏng có chiết suất 2 dưới góc tới 45o. Góc khúc xạ r có giá trị là: A 45o B 30o C 60o D Một giá trị khác KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Vận dụng:3 Một nguồn sáng điểm S cách mặt nước 15 cm, chiết suất của nước là 4/3. vị trí ảnh S’ tạo bởi sự khúc xạ qua mặt lưỡng chất cách S mặt này một khoảng là: i A 30 cm H I B 20 cm C 11,25 cm r D Kết quả khác