TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
TỔ VẬT LÝ 11
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Thực hiện: Th.s. Bùi Văn Hà
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1.HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
A. THÍ NGHIỆM:
B. ĐỊNH NGHĨA:
HIỆN
TƢỢNG
KHI ÁNH SÁNG
TRUYỀN
QUA
MẶT PHÂN CÁCH
GIỮA HAI MÔI
TRƢỜNG TRONG
SUỐT TIA SÁNG
BỊ GÃY KHÚC
(ĐỔI
PHƢƠNG
ĐỘT NGỘT ) Ở
MẶT PHÂN CÁCH
2. ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
a. THÍ NGHIỆM :
• Tia tới SI nằm trong mặt phẳng bảng . Tia
khúc xạ IK cũng thuộc mặt phẳng bảng . IK
thuộc mặt phẳng SIN gọi là mặt phẳng tới .
• Thay đổi góc tới i
góc khúc xạ r thay
đổi theo xét tỉ số
sin i
sin r
Kết quả thí nghiệm :
i(0)
300
450
600
r (0)
200
290
370
sin i
sin r
0,707
0,5
0
,
866
1,58
1,53
1,63
0,446
0,326
0,532
B. ĐỊNH LUẬT
• Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở
phía bên kia đƣờng pháp tuyến so với tia tới.
• Đối với 1 cặp môi trƣờng trong suất nhất định.
Khi góc tới thay đổi thì góc khúc xạ thay đổi theo
nhƣng tỷ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc
khúc xạ (sinr) là đại lƣợng không đổi . Đại lƣợng
không đổi này gọi là chiết suất tỉ đối của môi
trƣờng 2 đối với môi trƣờng 1 . (Môi trƣờng 2
chứa tia khúc xạ , môi trƣờng 1 chứa tia tới .)
3. CHIẾT SUẤT TUYỆT ĐỐI
• Chiết suất tỉ đối là đại lƣợng đo bằng tỉ số giữa
sin góc tới và sin góc khúc xạ.
sin i v1
(v1, v2: vận tốc ánh sáng
n21
sin r v2
trong các môi trƣờng 1 và 2.)
• Chiết suất tuyệt đối
c
n
v
c=n1.v1=n2.v2
(c=3.108m/s là vận tốc ánh sáng
trong chân không , v là vận tốc
ánh sáng trong môi trƣờng .)
=>
sin i v1 n2
n21
sin r v2 n1
• Khi n21>1, sini>sin r, i>r, n2>n1 . Môi
trƣờng 2 chiết quang hơn môi trƣờng 1
• Chiết suất đối với không khí :
c
nkk
vkk
vkk = c nên nkk =1
Chú ý : Khi góc tới bằng không , góc khúc xạ
bằng 0 , tia sáng vuông góc với mặt phân cách
truyền thẳng .
ỨNG DỤNG
Nhờ hiện tƣợng
khúc xạ ngƣời ta
đã chế tạo ra các
lăng kính, thấu
kính dùng trong
kính lúp, kính
hiển vi, kính thiên
văn, kính tiềm
vọng...
MỘT SỐ HÌNH ẢNH KHÚC XẠ TRONG THỰC
TẾ
BÀI TẬP 1
Tia sáng từ không khí tới thuỷ tinh chiết suất n
Tia phản xạ vuông góc với tia khúc xạ . Tính góc
tới . Chọn đáp án đúng:
a. 300
b. 450
c. 600
d. một đáp số khác
3
Tia tới SI, Pháp tuyến
Ix, tia phản xạ IS1, tia
khúc xạ IS2, góc tới là
i, góc khúc xạ là r.
Góc SIx = góc xIS1=i
(định luật phản xạ).
Góc S1IS2=900
vậy i+r=900 , sin r =cosi .
sin i sin i
tgi n 3
Định luật khúc xạ:
sin r cos i
=> i=600.
BÀI TẬP 2 :
Tia sáng truyền từ chất lỏng chiết suất n 2
ra không khí. Góc tới i=300 . Vẽ đƣờng đi
của tia sáng . Tính góc lệch (góc tạo bởi
hƣớng của tia tới và hƣớng của tia khúc xạ)
GIẢI :
Định luật khúc xạ ánh sáng
sin i 1
sin r n
1
sin r n sin i 2 .
2
0
r 45
Góc lệch D = r – i = 450 –300= 150
BÀI TẬP 3
Một cái cọc cắm thẳng đứng ở cái ao, phần cọc
nhô trên mặt nƣớc dài 0,6m. Bóng của cọc trên
mặt nƣớc dài 0,8m, trên dáy ao dài 2,3 m. Nƣớc
có n=4/3. Tìm độ sâu ao.
GIẢI: CHÙM TIA XUẤT PHÁT TỪ MẶT
TRỜI COI LÀ CHÙM TIA SONG SONG. TIA
QUA A TỚI MẶT NƢỚC Ở I, TIA KHÚC XẠ I
J, GÓC TỚI LÀ I, GÓC KHÚC XẠ LÀ R
CI 0,8
sin i 0,8
AI 1
sin i
sin i 0,8
n sin r
0,6
4
sin r
n
3
HJ BJ BH 2,3 0,8 1,5m
HJ
HJ
1,5
sin r
IJ
2,5m
IJ
sin r
0,6
IH
IJ 2 HJ 2
2,52 1,52 2m
BÀI TẬP 4
Một cái bể có tiết diện thẳng là hình chữ nhật
ABCD, AB=30cm, BC=40cm, tia sáng mặt trời
theo phƣơng AC . Đổ nƣớc vào chậu đến độ cao
h thì bóng của AB trên phƣơng ngang BC ngắn
đi 7cm. Nƣớc có n=4/3. Tìm h
GIẢI :TIA SÁNG MẶT TRỜI AC CẮT
MẶT NƢỚC Ở I , TIA KHÚC XẠ I J , GÓC
TỚI LÀ I , GÓC KHÚC XẠ LÀ R
AC
AB 2 BC 2
302 402 50cm
BC
40
sin i
0,8
AC
50
BC
40
4
tgi
AB
30
3
sin i
sin i
0,8
n sin r
0,6
4
sin r
n
3
cos r
1 sin 2 r
1 0,6 2 0,8
sin r
0,6
3
tgr
cos r
0,8
4
HC h.tgi
HJ h.tgr
JC HC HJ h(tgi tgr )
JC
7
h
12cm
4
3
tgi tgr
3
4
- Xem thêm -