CH KHC X NH SNG PHN X TON

CHỦ ĐỀ: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN GV: Nguyễn Phan Kiều Diễm

Cây bút chì ở ly bị gãy ở mặt phân cách giữa nước và không khí

CHỦ ĐỀ: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG III. TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG IV PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1. HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG: Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sang khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.

2. ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁNH SÁNG: Pháp tuyến Tia tới ới ct Gó Không khí Tia phản xạ ản h p c Gó xạ Mặt phân cách Nước Góc khúc xạ Tia khúc xạ

2. ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁNH SÁNG a. Các khái niệm: • SI: tia tới; • I: điểm tới • NN’: pháp tuyến với mặt phân cách tại I • IR: tia khúc xạ • IS’: tia phản xạ • i: góc tới • i’: góc phản xạ • r: góc khúc xạ. * Mặt phẳng tới: tạo bởi tia tới, pháp tuyến.

I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG b. Định luật khúc xạ ánh sáng: - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. - Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi: S i I Hă ng sô (1) r R

II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG 1. Chiết suất tỉ đối: S i I r R n 21 gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường (2) chứa tia khúc xạ đối với môi trường (1) chứa tia tới.

sini > sin r => n > 1 i >r 21 Tia khúc xạ bị lệch lại gần pháp tuyến hơn. S sini < sin r => n < 1 21 i<r Tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến hơn. S i i I (1) I (2) r R è môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1) môi trường (2) chiết quang kém hơn môi trường (1)

II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG 2. Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt là chiết suất) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. - Chiết suất của chân không bằng 1 - Chiết suất của không khí bằng 1, 000293 Trong đó: c: tốc độ ánh sáng trong chân không; : tốc độ ánh sáng trong môi trường.

2. Chiết suất tuyệt đối - Hệ thức liên hệ chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối: Trong đó: n 2: chiết suất tuyệt đối của môi trường (2); n 1: chiết suất tuyệt đối của môi trường (1). - Định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng: n 1 sini = n 2 sinr

III. TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG Nê u tia sáng truyền từ S tơ i R, gia sư theo đươ ng truyê n la SIJKR, thi khi truyê n ngươ c la i theo tia RK, đươ ng truyê n la RKJIS. S R I K J n 1 n 2

III. TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. * Ghi chú: Tính thuận nghịch biểu hiện ở cả 3 hiện tượng: sự truyền thẳng, sự phản xạ và sự khúc xạ. S S’ I S I R

IV PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

1. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VA O MÔI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN a. Thi nghiê m Nhâ n xe t Khi truyê n a nh sa ng va o môi trươ ng chiê t quang ke m hơn, vơ i go c tơ i i>igh thi co tia pha n xa , không co n tia khu c xa. b. Go c giơ i ha n pha n xa toa n phâ n Trong đo : n 1: chiê t suâ t cu a môi trươ ng 1 n 2: chiê t suâ t môi trươ ng 2 15

2. Định nghĩa Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

3. Địều kiện để có phản xạ toàn phần + Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn : n 2 < n 1 + Góc tới phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn + i > igh

4. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PXTP: CÁP QUANG a. Cấu tạo - Cáp quang là bó sợi quang. - Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần.

Cấu tạo sợi quang Lõi: thủy tinh siêu sạch, có chiết suất n 1 Vỏ: thủy tinh siêu sạch, có chiết suất n 2 < n 1 Bên ngoài có lớp nhựa dẻo bảo vệ

b. Ứng dụng Ưu điểm - Dung lượng tín hiệu lớn - Nhỏ, nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn. - Không bị nhiễu bởi các bức xạ từ bên ngoài, bảo mật tốt. - Không rủi ro cháy. Trong công nghệ thông tin. Ứng dụng Trong lĩnh vực y học Trong văn hóa nghệ thuật

Kiến thức cơ bản, trọng tâm v. Khúc xạ ánh sáng: Hiện tượng lệch phương của tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau. vĐịnh luật khúc xạ ánh sáng: -Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. -Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi: Hă ng sô (1) v. Chiết suất: -Chiết suất tỉ đối: -Chiết suất tuyệt đối: (3) (2) Công thức của định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng: (4)

Kiến thức cơ bản, trọng tâm v. Phản xạ toàn phần: Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. v Điều kiện: + Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn : n 2 < n 1 + Góc tới phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn + i > igh

CỦNG CỐ

CỦNG CỐ Câu 2: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng: A. Góc tới i lớn hơn góc khúc xạ r SAI B. Góc tới i nhỏ hơn góc khúc xạ r. SAI C. Góc tới i bằng góc khúc xạ r. SAI D. Góc tới i tỉ lệ với góc khúc xạ r. ĐÚNG

CỦNG CỐ Câu 3: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng: A. Mọi tia sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai SAI môi trường trong suốt đều bị đổi hướng B. Góc khúc xạ luôn nhỏ hơn góc tới. C. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới. D. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quan kém sang môi trường chiết quang hơn thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. SAI ĐÚNG

CỦNG CỐ Câu 4: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường truyền sáng: ĐÚNG A. luôn lớn hơn 1. B. luôn nhỏ hơn 1. SAI C. bằng 1. SAI D. luôn lớn hơn 0. SAI

Câu 5 : Một tia sáng chiếu dọc theo bán kính của khối nhựa trong suốt hình bán trụ có chiết suất n 1= ra không khí có chiết suất n 2=1. Xác định góc giới hạn phản xạ toàn phần. S/ Giải N i/ I i= 600 n 1 n 2 M

Câu 6: Chiếu tia sáng đi từ không khí tới bề mặt một môi trường trong suốt có chiết suất n = 1, 5. Biết tia phản xạ vuông góc với tia khúc xạ. Tính góc tới i ? HƯỚNG DẪN GIẢI: • Ta có: S S’ i i’ I r R

DẶN DÒ - Các em chép bài vào tập - Chú ý phần kiến thức trọng tâm - Giải lại các bài tập trong phần củng cố -Xem trước bài lăng kính