Chuyên đề Khúc xạ ánh sáng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐĂK LĂK TRƯỜNG THPT PHAN ĐÌNH PHÙNG TỔ LÝ TRƯỜNG THPT PHAN ĐÌNH PHÙNG TỔ LÝ Chương VI Khúc xạ ánh sáng Bài 26 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Tiết 51- Bài 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I - SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG II - CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG III - TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG ÔN TẬP. I - SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1. Hiện tượng khúc xạ ánhsáng Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương ( gãy) của các tia sáng khi truyền xuyên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau. 2 1 N N’ r i i’ I S S ’ R Nếu ta chiếu một tia sáng SI từ môi trương 1 vào môi trường 2 đến gặp mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt thì có hiện tượng gì ảy ra? 2. Định luật khúc xạ ánh sáng + Định luật : - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới ( tạo bởi tia tới và pháp tuyến ) và ở phái 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 : . SI : tia tới ; I : điểm tới. . N’I N : pháp tuyến với mặt phân cách tại I. . IR : tia khúc xạ . . i : góc tới ; r : góc khúc xạ. sin i s inr = sin i sinr = hằng số 2 1 N N’ r i i’ I S S’ R (26.1) II – CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG 1. Chiết suất tỉ đối Tỉ số không đổi được gọi là chiết suất tỉ đối n21 của môi trường ( 2 ) , (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường ( 1 ) , ( chứa tia tới ). sin i sinr 21 sin i n sinr = ( 26.2 ) Dựa vào công thức (26.2 ) hãy cho biết nếu , thì góc i có quan hệ như thế nào với góc r ? 21 21n 1;n 1- Nếu thì r < i . Ta nói môi trường ( 2) chiết quang hơn môi trường ( 1). 21n 1> - Nếu thì r > i . Ta nói môi trường ( 2) chiết quang kém hơn môi trường ( 1). 21n 1< 2. Chiết suất tuyệt đối - Chiết suất tuyệt đối ( thường được gọi là chiết suất ) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. - Quan hệ giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối: 2 21 1 nn n = ( 26.3 )-Trong đó: + là chiết suất ( tuyệt đối ) của môi trường ( 2 ). + là chiết suất ( tuyệt đối ) của môi trường (1 ). 1n 2n -Vậy công thức của định luật khúc xạ có thể viết lại như sau: 1 2n sin i n sinr= ( 26.4 ) Dựa vào biểu thức (26.3 ) hãy viết lại biểu thức của định luật khúc xạ? - Chiết suất của chân không là 1. Chiết suất của không khí gần bằng với chất suất của chân không. Mọi môi trường trong suốt đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1. Viết công thức của định luật khúc xạ với các góc nhỏ ( < ) ?01 01 2 21 in i n r hay n r = = Áp dụng định luật khúc xạ cho trường hợp . Kết luận. 0i 0=: tia sáng truyền thẳng0 0i 0 r 0= ⇒ = Hãy áp dụng công thức của định luật khúc xạ cho sự khúc xạ liên tiếp vào nhiều môi trường có chiết suất lần lượt và có các mặt phân cách song song với nhau. Nhận xét. 1 2 nn , n , ...n Khi có sự khúc xạ xảy ra liên tiếp ở các mặt phẳng phân cách song song ta có: 1 1 2 2 n nn sin i n sin i ... n sin i= = = Đây là công thức của một định luật bảo toàn. III - TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG Nguyên lý : Khi ta đổi ngược chiều truyền ánh sáng thì đường đi của ánh sáng vẫn không đổi. Quan sát thí nghiệm Khi truyền ánh sáng theo chiều ngược lại Khi ánh sáng đi ngược lại từ môi trường (2) sang môi trường (1) thì 12 21 1n n = Bài tập ví dụ: Tia sáng truyền từ một chất trong suốt có chiết suất n tới mặt phân cách với môi trường không khí. Góc khúc xạ trong không khí . Tia phản xạ ở mặt phân cách có phương vuông góc với tia khúc xạ . Tính chiết suất n. 060 Giải Theo đề bài ta có: , 0i r 90+ = Ta suy ra: 0i r 90+ = Áp dụng định luật khúc xạ: n sin i sinr= Từ đó : sinrn sin i = vì sini= cosr,nên : n t anr= Thay số ta được: 0n t an60 3 1,73= = ≈ 2 1 N N’ r i I S R n i’ Câu 1: Hãy chỉ ra câu sai : A. Chiết suất tuyệt đối của mọi môi trường trong suốt đều lớn hơn 1. B. Chiết suất tuyệt đối của chân không được quy ước là 1 Chú ý: Nguyên nhân của hiện tượng khúc xạ là sự thay đổi tốc độ truyền ánh sáng. Người ta thiết lập được hệ thức về chiết suất tuyệt đối n của môi trường trong suốt như sau : cn v = Trong đó c tốc độ của ánh sáng trong chân không; v là tốc độ ánh sáng trong môi trường. C. Chiết suất tuyệt đối cho biết vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường chậm hơn trong chân không bao nhiêu lần. D. Chiết suất tỷ đối giữa hai môi trường cũng luôn luôn lớn hơn một. Đáp án : Câu D Câu 2: Tỉ số nào sau đây có giá trị bằng chiết suất tỉ đối của môi trường ( 1 ) đối với môi trường ( 2 ) ( các kí hiệu có ý nghĩa như thường dùng trong bài học ) 12n sin i sinr A. 21 1 n B. 2 1 n n C. Đáp án: Câu B D. Bất kì biểu thức nào trong sô A, B, C.