Bài giảng Vật lí 11 - Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần

1. WELCOME CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI GIỜ HỌC MÔN VẬT LÍ 11 TRƯỜNG THPT YÊN MỸ
2. 1 Định luật truyền thẳng ánh sáng : Trong môi trường đồng tính và trong suốt ánh sáng truyền theo một đường thẳng. 2 Môi trường trong suốt: Là môi trường cho ánh sáng đi qua hoàn toàn. 3 Môi trường đồng tính: Tính chất vật lí của môi trường tại mọi điểm là như nhau. 4 Định luật phản xạ ánh sáng: + Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới, ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. + Góc phản xạ bằng góc tới. 5 phải có tia sáng từ vật ấy Điều kiện để nhìn thấy vật: đến mắt người quan sát.
3. ’ S N S tia tới góc tới góc phản xạ tia phản xạ i i’ I i’=i N’
4. QUAN SÁT TÌNH HUỐNG VÀ GIẢI THÍCH
5. N S ĐỊNH NGHĨA: Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng bị đột ngột đổi phương truyền khi qua mặt phân cách i giữa hai môi trường truyền sáng. 1 * SI : tia tới. 2 I * I : điểm tới. * N’N : pháp tuyến với mặt phân cách tại I. r N’ R * IR : tia khúc xạ . * i : góc tới. * r : góc khúc xạ.
6. QUAN SÁT THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Cho Mối tương biết Phương quan hệ giữa của tia góc khúc xạ khúc xạ và góc tới.
7. Quan sát thí nghiệm và cho biết về phương của tia khúc xạ; sự tương quan giữa góc khúc xạ và góc tới
8. BẢNG SỐ LIỆU i r i/r 1,47 50 3,40 1,49 100 6,70 1,50 150 100 1,50 300 200 1,55 450 290 1,66 600 360
9. BẢNG SỐ LIỆU i r i/r sini sinr sin i / sin r 1,47 50 3.40 0,087 0,059 1,47 1,49 100 6.70 0,17 0,116 1,465 1,50 150 100 0,25 0,17 1,47 1,5 300 200 0,5 0,34 1,47 1,55 450 290 0,707 0.48 1,472 1,66 600 360 0,867 0.588 1,47 sin i Nhận xét : - i tăng thì r Tăng = n(hằng số) - Tỉ số sini /sinr Không đổi sin r
10. b. Định luật -Nội dung định luật: ● Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới. ● Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới ● Đối với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số sini - Biểu thức: = n Hay sini = n.sinr sinr Trong đó n phụ thuộc vào môi trường khúc xạ và môi trường tới (n gọi là chiết suất tỷ đối của môi trường chứa tia khúc xạ đối với môi trường chứa tia tới.)
11. Nguyên nhân nào gây ra hiện tượng khúc xạ? Snell Descartes Năm 1621, Nhà vật lí Willebrord Snell (Hà Lan) đã khám phá ra định luật của sự khúc xạ ánh sang nhưng ông không công bố khám phá của mình. Lí do là Snell chưa tìm được nguyên nhân gây ra hiện tượng khúc xạ này. Và vào năm 1637, René Descartes (Pháp) cũng đã tìm ra quy luật của sự khúc xạ và công bố những khám phá của ông về định luật phản xạ và khúc xạ. Ông đã phát hiện ra định luật khúc xạ một cách độc lập với Snell, nhưng là người đầu tiên công bố nó. Bởi thế, định luật khúc xạ còn gọi là định luật Snen- Đề-các.
12. Nguyên nhân gây ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng Mối quan hệ giữa chiết suất tỉ đối và vận tốc ánh sáng trong các môi trường đó Chiêt suất tuyệt đối của một môi trường Nghiên cứu tài liệu, sách giáo khoa, thảo luận Đánh giá về độ lớn chiết suất tuyệt đối của các môi trường nhóm rồi cử người trình bày Mối quan hệ giữa chiết suất tỉ đối của 2 môi các vấn đề sau. trường và chiết suất tuyệt đối của 2 môi trường đó Đánh giá mối tương quan về độ lớn giữa góc i và r theo chiết suất tỉ đối, tuyệt đối.
13. sini = n Hay sini = n.sinr sinr ❖ Nếu n > 1 suy ra sini > sinr ta có i > r (với 00≤ i, r 1 i n 1 ta nói môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1. sini =n 21 =n sinr 21 sinr * Nếu n21 <1 ta nói môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1.
14. 3. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG a.Chiết suất tỉ đối Gọi n21 là chiết suất tỉ đối của môi trường (2) chứa tia khúc xạ đối với môi trường (1) chứa tia tới. n2 Trong đó: n : chiết suất tuyệt đối của môi trường (2); n 21 = 2 n1 n1: chiết suất tuyệt đối của môi trường (1). b. Chiết suất tuyệt đối Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. c n = c c n2 c: vận tốc ánh sáng trong môi trường chân không. n = v n = n2 = 21 v: vận tốc ánh sáng trong môi trường đang xét. 1 n v1 v2 1 sini =n Chiết suất của chân không là 1. sinr 21 n1sini = n2sinr - Chiết suất của không khí là 1,000293 - Mọi môi trường trong suốt đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn hoặc bằng 1. * Nếu n21 > 1 khi đó n2>n1 và ta nói môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1. * Nếu n21 <1 khi đó n2<n1 và ta nói môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1.
15. 5. TÍNH THUẬN NGHỊCH TRONG SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG Quan hệ giữa n21 và n12 S N 1 i n12 = 1 n21 I 2 r Trong cùng điều kiện, khi cho ánh sáng đi từ R A đến B theo đường nào thì khi truyền từ B về A N’ nó cũng theo đường đó.
16. Quan sát thí nghiệm và cho biết về phương và cường độ của tia phản xạ
17. II. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 1. 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. 2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần n12sin igh = n sin90 n suyr a : sin i = 2 gh n 3. Điều kiện để có phản xạ toàn phần 1 a. Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn. nn21 b. Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới giới hạn: ii gh
18. III. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG 1. Cấu tạo Cáp quang là một bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ hiện tượng phản xạ toàn phần.
19. Sợi quang có cấu tạo gồm hai phần: ➢ Phần lõi: trong suốt bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn n1. ➢ Phần vỏ bọc: trong suốt, bằng thủy tinh có chiết suất n2 nhỏ hơn phần lõi. Phản xạ toàn phần xảy ra ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ làm cho ánh sáng truyền đi được theo sợi quang. Để tạo độ bền và độ dai cơ học cho sợi quang người ta dùng một lớp vỏ bọc bằng nhựa dẻo ở ngoài cùng.
20. 2. Công dụng ➢ Truyền thông tin.
21. 2. Công dụng Nội soi trong y học. Sử dụng trong nghệ thuật trang trí