Bài giảng Vật lí 11 - Bài 26: Khúc xạ ánh sáng - Võ Văn Ngọc

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài 26: Khúc xạ ánh sáng - Võ Văn Ngọc

1. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN CHÚC CÁC EM HỌC THẬT TỐT!!! n1sini = n2sinr Giáo viên: Võ Văn Ngọc – Gia Lai
2. CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN CẦN NHỚ 1. Nội dung 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: sin i ==n Hằng số sin r 21 2. Chiết suất tuyệt đối. Hệ thức liên hệ giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối: Chiết suất tuyệt đối Hệ thức liên hệ c nv21 n = n21 ==  nv12
3. CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN CẦN NHỚ 3. Định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng: S i n sini = n sinr  1 2 I  ❖ Chú ý: r R * Nếu n1 góc khúc xạ r: Tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn. * Nếu n1 > n2 : Góc tới i < góc khúc xạ r: Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. * Trường hợp i = 00 thì r = 00: tia sáng chiếu vuông góc mặt phân cách thì truyền thẳng.
4. CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN CẦN NHỚ 4. Điều kiện để có phản xạ toàn phần: a) Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém: n1 > n2 b) Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn: 5. Góc giới hạn phản xạ toàn phần: n2 sin igh = n1
5. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. BÀI TẬP TỰ LUẬN: BÀI 1: 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 BÀI SỐ 1: '0 0 S’ • Ta có: ir+=90 = ir + = 90 S i i’ = sini = n sin(900 − i ) = cos i I tani = n = 1,5 i = 56 ,310. r R
6. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. BÀI TẬP TỰ LUẬN: BÀI 2: Một bể nước có đáy nằm ngang, một người đặt mắt trong không khí nhìn một vật nhỏ A ở đáy bể nước theo phương vuông góc, mắt đặt cách mặt nước 80 cm, biết chiều sâu của nước trong bể h = 40 cm, cho chiết suất của nước n = 4/3. Tính khoảng cách từ mắt người đó đến ảnh của A.(Đề thi HK II 2014)
7. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI SỐ 2: Hình vẽ:  Ta có: HA.tan i = HA’.tan r r H I  Vì i; r rất nhỏ nên: tan i sin i tan r sin r. A’ i tanii sin HA' == HA HA (1) tanrr sin A sini 1 nsin i= sin r = (2) sin rn  Từ (1) (2): HA’ = 30 cm  Khoảng cách từ mắt tới ảnh A’ là: 80 + 30 = 110 cm.
8. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. BÀI TẬP TỰ LUẬN: BÀI 3: Một cây cọc được cắm thẳng đứng trong một bể nước rộng, đáy nằm ngang chứa đầy nước, phần cọc nhô trên mặt nước dài 0,6 m. Do ánh nắng mặt trời, người ta thấy bóng của cây cọc trên mặt nước dài 0,8 m, bóng của nó ở dưới đáy bể dài 1,7 m. Biết chiết suất của nước n = 4/3. Tính chiều sâu của nước trong bể?
9. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI SỐ 3: Biết: AH = 0,6 m; IH = 0,8 m Hình vẽ: MK = 1,7 m. Tính chiều sâu: h = IN? A i NK NK H I - Ta có: tanr= IN = (1) INtan r - Áp dụng định luật KXAS tại r sin i điểm I: sini = nsinr =sin r - Ta có: n K IH IHsin i M N sinir= = = 0,8 sin = = 0,6 AIIH22+ AH n sinr 3 - Với: tanr == (2) - Từ (1) và (2) ta có: 1− sin2 r 4 h = IN = 1,2 m
10. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I. BÀI TẬP TỰ LUẬN: BÀI 4: Một tấm gỗ mỏng hình tròn, bán kính R = 5 cm, tại tâm O của tấm gỗ cắm vuông góc một chiếc đinh OA. Thả miếng gỗ nổi trong một chậu nước đủ rộng, phần đinh OA ở trong nước. Biết chiết suất của nước n = 4/3. Tìm chiều dài lớn nhất của đinh OA, để mắt đặt bất kì vị trí nào trong không khí cũng không nhìn thấy đầu A của đinh.
11. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI SỐ 4: - Khi đặt mắt ở bất kì vị trí Hình vẽ: nào trong không khí mà O I không nhìn thấy đầu A của đinh thì xảy ra hiện tượng i i' phản xạ toàn phần tại mọi điểm ở đường biên của tấm A gỗ. - Xét tại điểm I: i igh sin i sin i gh R 3 - Với OI = R. Ta có: sinii sin gh R22+ OA 4 R 7 OA =4,41 cm OA = 4,41 cm . 3 max
12. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM: Câu 1: Chiếu tia sáng từ môi trường có chiết suất tuyệt đối n1 sang môi trường có chiết suất tuyệt đối n2, gọi i và r là góc tới và góc khúc xạ. Đáp án nào dưới đây là đúng? A. Khi n1 > n2 thì i > r. B. n1 sin i > n2 sinr. C. Khi n1 > n2 thì i < r. D. n2 sin i = n1 sinr.
13. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM: Câu 2: Chọn đáp án đúng. Chiếu tia sáng đi từ môi trường trong suốt có chiết suất tuyệt đối n1 đến mặt phân cách với môi trường trong suốt có chiết suất tuyệt đối n2, thì A. luôn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần ở mặt phân cách. B. luôn có tia khúc xạ đi vào môi trường chiết suất n2. C. góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới khi n1 n2.
14. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM: Câu 3: Một chùm tia sáng hẹp đi từ môi trường chất lỏng trong suốt ra không khí, biết chiết suất của chất lỏng n = 3 . Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới thõa mãn điều kiện nào dưới đây? A. i > 450. B. i > 600. C. i > 48,620. D. i > 35,260.
15. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM: Câu 4: Chiếu một tia sáng đi từ không khí đến gặp mặt thoáng của một chất lỏng trong suốt dưới góc tới i = 600 thì có tia khúc xạ ứng với góc khúc xạ r = 300. Biết tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s. Tốc độ ánh sáng trong chất lỏng là A. 1,73.108 m/s. Hướng dẫn: sin i B. 2,12.108 m/s. n ==3 sin r C. 1,73.108 km/s. cc n= v = =1,73.108 m / s D. 1,73.105 m/s. vn
16. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM: Câu 5: Chiếu một tia sáng đi từ không khí đến gặp mặt thoáng của một chất lỏng trong suốt dưới góc tới i = 450 thì có tia khúc xạ ứng với góc khúc xạ r = 300. Biết tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s. Tốc độ ánh sáng trong chất lỏng là A. 2.108 m/s. Hướng dẫn: sin i B. 2,5.108 m/s. n ==2 sin r C. 1,73.108 m/s. cc n= v = = 2,12.108 m / s D. 2,12.108 m/s. vn
17. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM: Câu 6: Một người đặt mắt trong không khí nhìn một vật nhỏ S ở đáy một bể nước theo phương vuông góc, mắt đặt cách mặt nước một đoạn 60 cm thì thấy ảnh của S cách mắt một đoạn 120 cm, biết chiết suất của nước n = 4/3. Chiều sâu của nước trong bể là A. 160 cm. B. 60 cm. C. 45 cm. D. 80 cm.
18. HƯỚNG DẪN CÂU SỐ 6: Biết: MH = 60 cm; HS’ = 60 cm Tính: HS. M r  Ta có: HS.tan i = HS’.tan r H I  Vì i; r rất nhỏ nên: tan i sin i; i tan r sin r. S’ tanrr sin HS== HS'' HS (1) tanii sin S sin r Hình vẽ: nsin i= sin r = n (2) sin i  Từ (1) (2): HS = 80 cm
19. BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM: Câu 7: Một người đứng trên bờ hồ nước quan sát một vật nhỏ A ở đáy hồ theo phương nghiêng một góc 450 so với mặt nước thì thấy ảnh của nó cách mặt nước 1 m. Biết chiết suất của nước n = 4/3. Nếu người đó nhìn theo phương vuông góc mặt nước để quan sát thì thấy ảnh của A cách mặt nước bao nhiêu? A. 1,6 m. B. 1,2 m. C. 2 m. D. 1,8 m.
20. HƯỚNG DẪN CÂU SỐ 7: Biết: Khi r = 450 thì HA’ = 1 m Nếu nhìn theo phương vuông góc thì HA’ là bao nhiêu? r H I  Ta có: HA.tan i = HA’.tan r A’  Áp dụng định luật KXAS, tính i được i = 320 tanr tan 450 A HA = HA' = =1,6 m tani tan320 Hình vẽ:  Khi nhìn theo phương vuông góc: i; r rất nhỏ nên: tan i sin i; tan r sin r. sini 1 HA' = HA = HA. = 1,2 m sin rn
21. BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT TRÂN TRỌNG CẢM ƠN CÁC EM Chào tạm biệt ! Best wishes for you! CHÚC CÁC EM HỌC TỐT