Tài liệu Bài giảng bài khúc xạ ánh sáng vật lý 11 (2)

CHƢƠNG VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Các định luật cơ bản của quang hình học: - Định luật truyền thẳng ánh sáng. - Định luật phản xạ ánh sáng. - Định luật khúc xạ ánh sáng Định luật truyền thẳng ánh sáng S N 1 Định luật phản xạ ánh sáng Định luật khúc xạ ánh sáng Còn có tia sáng nào xuất hiện không? Đường truyền của tia sáng như thế nào? I N’ 2 BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. Sự khúc xạ ánh sáng. 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. 2. Định luật khúc xạ ánh sáng. II. Chiết suất của môi trƣờng. 1. Chiết suất tỉ đối. 2. Chiết suất tuyệt đối. III. Tính thuận nghịch của chiều truyền as BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. Sự khúc xạ ánh sáng. 1. Hiện tƣợng khúc xạ ánh sáng. Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương(gãy khúc) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau Hiện tƣợng khúc xạ là gì? BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. Sự khúc xạ ánh sáng. 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. 2. Định luật khúc xạ ánh sáng. a. Thiết lập. + SI: Tia tới + I: điểm tới + N’IN: Pháp tuyến với mặt phân cách tại I + IR: Tia khúc xạ + i: góc tới, r: góc khúc xạ + mặt phẳng chứa (SI;N’IN) gọi là mặt phẳng tới S N i 1 I 2 r N’ R Có nhận xét gì về vị trí tia khúc xạ? Tia khúc xạ nằm trong hay nằm ngoài mặt phẳng tới? Tia khúc xạ và tia tới nằm cùng phía hay khác phía so với pháp tuyến? Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc sinr theo sini i (độ) r(độ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 6,5 13 19,5 25,5 31 35 39 41,5 sini 0 0,174 0,342 0,500 0,643 0,766 0,866 0,940 0,985 Bảng 26.1 SGK sinr 0 0,113 0,225 0,334 0,431 0,515 0,574 0,629 0,663 sin r 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 O . . 0,2 . 0,4 . . 0,6 . . 0,8 1 sin i Có nhận xét gì về mối liên hệ giữa sini và sinr? Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sini và sinr luôn không đổi BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. Sự khúc xạ ánh sáng. 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. 2. Định luật khúc xạ ánh sáng. a. Thiết lập. b. Nội dung định luật. - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới - Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ luôn không đổi S N S sin i ’ i i 1 Hằng số  2 I ’ sin r r R N ’ BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG II. Chiết suất của môi trƣờng . 1. Chiết suất tỉ đối. Tỉ số không đổi sini/sinr được gọi là chiết suất tỉ đối n21 của môi trường (2) (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường (1) (chứa tia tới) sin i  n 21 sin r KHÚC XẠ ÁNH SÁNG BÀI 26 II. Chiết suất của môi trƣờng . 1. Chiết suất tỉ đối. sin i  n 21 sin r - Nếu n21 > 1 thì r < i : Môi trường 2 chiết quang - Nếu n21 < 1 thì r > i : Môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1 kém môi trường 1 S n21>1 i 1 i 1 2 I 2 r R n21<1 I r R BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG II. Chiết suất của môi trường. 1. Chiết suất tỉ đối. 2. Chiết suất tuyệt đối. a. Định nghĩa. Chiết suất tuyệt đối (hay chiết suất n) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. c n  v - Chiết suất của chân không là 1. - Chiết suất của không khí là 1,00293. - Mọi môi trường trong suốt đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1. BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG b. Hệ thức liên hệ chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỉ đối và vận tốc ánh sáng trong môi trƣờng n21 n2 v1   n1 v2 n1 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường 1 n2 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường 2 v1 : tốc độ ánh sáng trong môi trường 1 v2 : tốc độ ánh sáng trong môi trường 2 BÀI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG c. Lƣu ý 1. Biểu thức khác của định luật khúc xạ. n1sini = n2sinr 2. Trường hợp i và r nhỏ hơn 100 thì: sin i  i, sin r  r n1i = n2r 3. Nếu i = 00 Khi đó r = 00: Tia sáng đi vuông góc với mặt phân cách KHÚC XẠ ÁNH SÁNG BÀI 26 III. Tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng. Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó 1 n 21  n12 S i I 1 2 r S r 1 2 I i R 2 BÀI TẬP VẬN DỤNG 1. Chiếu một tia sáng từ nước ra ngoài không khí (Chiết suất của nước là 4/3). Tính góc khúc xạ, biết góc tới bằng: a. 300 b. 450 c. 600 2. Chiếu một ánh sáng đơn sắc từ chân không vào một 0 0 45 0 ĐÁP khối trong suốt tới thì góc khúc ĐÁP ÁNchất a. 22 ĐÁPvới ÁN góc b. 32 ÁN a. 40,50xạ bằng 300. Chiết suất tuyệt đối của môi trường này là? 3. Tia sáng từ không khí tới gặp mặt phânĐÁP cách giữa ÁN 1,41 không khí và môi trường trong suốt chiết suất n=1,41 dưới góc tới i = 450 thì có một phần tia sáng phản xạ một phần khúc xạ. Góc tạo bởi tia phản xạ và khúc xạ là bao nhiêu ? 0 ĐÁP ÁN 105