CHNG VI KHC X NH SNG Cc nh

CHƯƠNG 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

BAØI 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 trường. 1. Chiết suất tỉ đối. 2. Chiết suất tuyệt đối. III. Tính thuận nghịch của chiều truyền as

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

BAØI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

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

BAØI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. Sự khúc xạ ánh sáng. 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Hiện tượng khúc xạ là gì? 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

BAØI 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. Các khái niệm + 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

BAØI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Mắt người nhìn cá trong bể nước

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 (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. S i I r R

BAØI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I. Sự khúc xạ ánh sáng Tia pháp tuyến 2. Định luật khúc xạ ánh sáng: S Thước đo độ 300 500 i (độ) r(độ) sini sinr 30 50 60 19, 5 31 35 0, 500 0, 766 0, 866 0, 334 0, 515 0, 574 600 Khối nhựa bán trụ trong suốt I 350 310 19, 5 R

I. Sự khúc xạ ánh sáng 2. Định luật khúc xạ ánh sáng: i (độ) r(độ) sini sinr 30 19, 5 0, 500 0, 334 50 31 0, 766 0, 515 60 35 0, 866 0, 574 Lập tỉ số Xử lý số liệu thực nghiệm Kê t qua = Hằng số

THÍ NGHIỆM 1: Môi trường 1 : không khí , Môi trường 2 : nước Góc tới i 00 200 300 400 500 600 700 800 Góc khúc xạ 00 15. 50 22. 50 290 35. 50 40. 50 47. 50 Sin i 0. 342 0. 5 0. 643 0. 766 0866 0. 94 0. 985 Sin r 0. 267 0. 383 0. 485 0. 581 0. 645 0. 707 0. 737

THÍ NGHIỆM 2 : Môi trường 1 : Không khí. Môi trường 2 : Thủy tinh Góc tới i 00 200 300 400 500 600 700 800 Góc khúc xạ 00 150 200 250 300 350 380 400 Sin i 0. 342 0. 5 0. 643 0. 766 0866 0. 94 0. 985 Sin r 0. 258 0. 342 0. 422 0. 573 0. 615 0. 642

THÍ NGHIỆM 3 : Môi trường 1 : Nước. Môi trường 2 : Thủy tinh Góc tới i 00 200 300 400 500 600 700 800 Góc khúc xạ 00 170 250 330 410 500 560 600 Sin i 0. 342 0. 5 0. 643 0. 766 0866 0. 94 0. 985 Sin r 0. 292 0. 422 0. 544 0. 656 0. 766 0. 829 0. 866 Có nhận xét gì về mối liên hệ giữa sini và sinr?

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

BAØI 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. 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 i i I Hằng số N ’ r S ’ R

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG II. Chiết suất của môi trường 1. Chiết suất tỉ đối: S i I 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. R

KHÚC XẠ ÁNH SÁNG BAØI 26 II. Chiết suất của môi trường. 1. Chiết suất tỉ đối. - Nếu n 21 > 1 thì r < i : Môi trường 2 chiết quang - Nếu n 21 < 1 thì r > i : Môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1 kém môi trường 1 S S n 21>1 1 i 2 I n 21<1 i 1 2 r I r R R Tia khúc xạ bị lệch lại gần pháp tuyến hơn. Tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến hơn.

BAØI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG II. Chiết suất của môi trường. 1. Chiết suất tỉ đối. 2. Chiết suất tuyệt đối. 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. Trong đó: c: tốc độ ánh sáng trong chân không; : tốc độ ánh sáng trong môi trường. - 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.

II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG 2. Chiết suất tuyệt đối: Chiết suất của một số môi trường: THPT Nguyễn Thái Bình - Tây Ninh Tấn Lợi Phan 21

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1. Hiện tượng 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 Pháp tuyến Tia tới ới ct Gó Không khí Nước Góc khúc xạ Tia phản xạ ản h p c Gó xạ Mặt phân cách

BAØI 26 : KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 2. Định luật khúc xạ ánh sáng. - 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 Hằng số S N i i I N ’ r S ’ R

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG II. Chiết suất của môi trường 1. Chiết suất tỉ đối: S i I 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. R

BAØI 26 : KHÚC XẠ ÁNH SÁNG- LUYỆN TẬP II. Chiết suất của môi trường. 1. Chiết suất tỉ đối. 2. 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. Trong đó: c: tốc độ ánh sáng trong chân không; : tốc độ ánh sáng trong môi trường. - 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 – LUYỆN TẬP 2. Chiết suất tuyệt đối: Từ biểu thức liên hệ giữa chiết suất và tốc độ ánh sáng : THPT Nguyễn Thái Bình - Tây Ninh Tấn Lợi Phan n 1 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường 1 n 2 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường 2 v 1 : tốc độ ánh sáng trong môi trường 1 v 2 : tốc độ ánh sáng trong môi trường 2 27

BAØI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG- LUYỆN TẬP c. Lưu ý 1. Biểu thức khác của định luật khúc xạ. n 1 sini = n 2 sinr 2. Trường hợp i và r nhỏ hơn 100 thì: n 1 i = n 2 r 3. Nếu i = 00 Khi đó r = 00: Tia sáng đi vuông góc với mặt phân cách

Hãy quan sát đường truyền của tia sáng cho nhận xét? R S I K J n 1 n 2

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 Thi tia sáng cu ng truyê n ngươ c la i theo đươ ng 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

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – LUYỆN TẬP Bài 1 Bài 2 Bài 3 Bài 4 Bài 5 Bài 6 Bài 7 Bài 8 Bài 9 Bài 10 Bài 11 Bài 12 Bài 13 Bài 14 Bài 15

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG- LUYỆN TẬP Bài 1. (Đề chính thức của BGD−ĐT − 2018) Chiết suất của nước và của thủy tinh đối với một ánh sáng đơn sắc có giá trị lần lượt là 1, 333 và 1, 532. Chiết suất tỉ đối của nước đối với thủy tinh ứng với ánh sáng đơn sắc này là A. 0, 199 B. 0, 870 C. 1, 433 D. 1, 149

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 2. (Đề chính thức của BGDĐT − 2018) Chiếu một tia sáng đơn sắc từ không khí tới mặt nước với góc tới 60°, tia khúc xạ đi vào trong nước với góc khúc xạ là r. Biết chiết suất của không khí và của nước đối với ánh sáng đơn sắc này lần lượt là 1 và 1, 333. Giá trị của r là A. 37, 97°. B. 22, 03°. C. 40, 52°. D. 19, 48°. Lời giải: Bài 3. Tính tốc độ của ánh sáng trong thủy tinh. Biết thủy tinh có chiết suất n = 1, 6 và tốc độ ánh sáng trong chân không là c = 3. 108 m/s. A. 2, 23. 108 m/s. B. 1, 875. 108 m/s. C. 2/75. 108 m/s. D. 1, 5. 108 m/s. Lời giải:

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 4. Một tia sáng truyền từ môi trường A vào môi trường B dưới góc tới 6° thì góc khúc xạ là 8°. Tính tốc độ ánh sáng trong môi trường A. Biết tốc độ ánh sáng trong môi trường B là 2. 105 km/s. A. 2, 25. 105 km/s. B. 2, 3. 105 km/s. C. l, 5. 105 km/s. D. 2, 5. 105 km/s. Lời giải: Bài 5. Tính tốc độ của ánh sáng truyền trong môi trường nước. Biết tia sáng truyền từ không khí với góc tới là i = 60° thì góc khúc xạ trong nước là r = 40°. Lấy tốc độ ánh sáng ngoài không khí c = 3. 108 m/s. A. 2, 875. 108 m/s. B. 1, 875. 108 m/s. C. 2, 23. 108 m/s D. 1, 5. 108 m/s. Lời giải:

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 6. Tia sáng đi từ nước có chiết suất n 1 = 4/3 sang thủy tinh có chiết suất n 2 = 1, 5 với góc tới i = 30°. Góc khúc xạ và góc lệch D tạo bởi tia khúc xạ và tia tới lần lượt là A. 27, 20 và 2, 80 B. 24, 20 và 5, 80 C. 2, 23. 108 m/s D. 1, 5. 108 m/s Lời giải:

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 7. Tia sáng truyền trong không khí tới gặp mặt thoáng của chất lỏng có chiết suất n =. Nếu tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau thì góc tới bằg A. 30°. B. 60°. C. 75°. D. 45°. Lời giải:

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 8. Nếu tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau, mặt khác góc tới là 30° thì chiết suất tỉ đối n 21 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 0, 58. B. 0, 71 C. 1, 7 D. 1, 8 Lời giải: +

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 9. Tia sáng truyền trong không khí tới gặp mặt thoáng của chất lỏng có chiết suất n = 1, 6. Nếu tia phản xạ và tia khúc xạ hợp với nhau một góc 100° thì góc tới bằng A. 36°. B. 60°. C. 72°. D. 51°. Lời giải:

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 10. Một thợ lặn ở dưới nước nhìn thấy Mặt Trời ở độ cao 60° so với đường chân trời. Biết chiết suất của nước là n = 4/3. Tính độ cao thực của Mặt Trời so với đường chân trời. A. 38°. B. 60°. C. 72°. D. 48°. Góc tạo bởi Mặt Trời và phương ngang chính là góc của Mặt Trời so với đường chân trời. Từ hình vẽ ta có ngay góc khúc xạ là: r = 900 - 600 =300. S’ S Vì góc tới i của tia sáng Mặt Trời đến mắt thợ lặn là i = 41, 80 nên góc mà Mặt Trời tạo với đường chân trời là: i I 60 o r R

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 11. Có ba môi trường ừong suốt (1), (2), (3). Với cùng góc tới i, một tia sáng khúc xạ như hình vẽ khi truyền từ (1) vào (2) và từ (1) vào (3) vẫn với góc tới i, khi tia sáng truyền từ (2) vào (3) thì góc khúc xạ gần giá trị nào nhất sau đây? A. 22°. B. 31° C. 38°. D. thiếu dữ kiện Chưa biết i nên không tính được r 3.

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 12. Ba môi trường trong suốt (1), (2), (3) có thể đặt tiếp giáp nhau. Với cùng góc tới i = 60°; nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 45°; nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 30°. Nếu ánh sáng truyền từ (2) vào (3) vẫn với góc tới i thì góc khúc xạ gần giá trị nào nhất sau đây? A. 36°. B. 60°. C. 72°. D. 51°.

BAØI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG- LUYỆN TẬP Bài 13: cây gậy dài 2 m cắm thẳng đứng ở đáy hồ. Gậy nhô lên khỏi mặt nước 0, 5 m. Ánh sáng mặt trời chiếu xuống hồ với góc tới 60 o. Tính chiều dài của bóng gậy in trên mặt hồ?

Bài 13: Một cây gậy dài 2 m cắm thẳng đứng ở đáy hồ. Gậy nhô lên khỏi mặt nước 0, 5 m. Ánh sáng mặt trời chiếu xuống hồ với góc tới 60 o. Tính chiều dài của bóng gậy in trên mặt hồ? Lời giải Theo định luật khúc xạ ánh sáng có: n 1 sini = n 2 sinr A ------------ Bóng của cây gậy trên mặt nước là CI Bóng của cây gậy dưới đáy bể là BK * Xét ∆ ACI có: Do = i =60 o Xét ∆ HKI có: HK = IHtanr = CBtanr 60 o C B ór 40 o 30’ HK =IH. tanr= CB. tanr = 1, 5. tan 40 o 30’ HK 1, 28 m Vậy bóng cây gậy dưới đáy hồ là BK = BH + HK 2, 15 m H I K

BAØI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG- LUYỆN TẬP Bài 14 : Ba môi trường trong suốt (1), (2), (3) có thể đặt tiếp giáp nhau. Với cùng góc tới : i = 60 o: -Nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 45 o. -Nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 30 o. Hỏi nếu ánh sáng truyền từ (2) vào (3) thì góc khúc xạ là bao nhiêu? Định luật khúc xạ ánh sáng cho, nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (2) Nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (3), và (1) vào (3) sinx = Vậy: Nếu ánh sáng truyền từ (2) vào (3) thì góc khúc xạ là 38 o.

sinr = =. . BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – LUYỆN TẬP Bài 15: Một chậu hình hộp chữ nhật đựng chất lỏng. Biết AB = a; AD = 2 a. Mắt nhìn theo phương BD nhìn thấy được trung điểm M của BC. Tính chiết suất của chất lỏng. A D B C Khi mắt nhìn theo phương BD thấy được điểm M nghĩa là tia sáng từ M qua D sẽ đến được mắt, hay tia tới theo phương MD và tia khúc xạ theo phương BD. A Theo định luật khúc xạ ánh sáng →n= r D i Với sin i= B sin I = = Vậy: Chiết suất của chất lỏng là 1, 26. = →n= M C

BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – LUYỆN TẬP

Bài 16: Một người đứng trên bờ nhìn gần thẳng xuống đáy bể nước sâu 80 cm chiết suất của nước là. Hỏi người này dường như nhìn thấy đáy bể cách mặt nước một đoạn là bao nhiêu? -- -- -- - A’ -- A -- Người này dường như nhìn thấy đáy bể cách mặt nước một đoạn là: ----------- Lời giải I K r

BAØI 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1. Định 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 2. Chiết suất của một môi trường: - Chiết suất tỉ đối: - Chiết suất tuyệt đối là chiết suất tỉ đối với chân không - Công thức của định luật khúc xạ ánh sáng viết dưới dạng đối xứng: n 1 sini = n 2 sinr

KHÚC XẠ ÁNH SÁNG BAØI 26 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 sinr 0 0, 174 0, 342 0, 500 0, 643 0, 766 0, 866 0, 940 0, 985 0 0, 113 0, 225 0, 334 0, 431 0, 515 0, 574 0, 629 0, 663 Bảng 26. 1 SGK 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