Bài 26. Khúc xạ ánh sáng

Cây bút chì ở ly bị gãy ở mặt phân cách giữa nước và không khí
BÀI 26: 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.
1. ĐỊNH NGHĨA HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG:
Không khí
Nước
Tia khúc xạ
Tia phản xạ
Tia tới
Mặt phân cách
Pháp tuyến
1. ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁNH SÁNG:
a. Các khái niệm:
2. ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
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.
 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.
Nội dung:
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
b. Định luật khúc xạ ánh sáng:
I
n1
n2
S3
R3
Khi thay đổi góc tới i
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Khi i tăng thì r cũng tăng
a. Định luật khúc xạ ánh sáng:

19,5
 310
 300
 500
 600
 350
S
R
I
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
a. Định luật khúc xạ ánh sáng:
Lập tỉ số
= Hằng số
Xử lý số liệu thực nghiệm
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
a. Định luật khúc xạ ánh sáng:
THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG
THÍ NGHIỆM 1 : Môi trường 1 : Không khí .
Môi trường 2 : Nước
THÍ NGHIỆM 2 : Môi trường 1 : Không khí .
Môi trường 2 : Thủy tinh
THÍ NGHIỆM 3 : Môi trường 1 : Nước.
Môi trường 2 : Thủy tinh
THÍ NGHIỆM 1: Môi trường 1 : không khí , Môi trường 2 : nước
THÍ NGHIỆM 2 : Môi trường 1 : Không khí . Môi trường 2 : Thủy tinh
THÍ NGHIỆM 3 : Môi trường 1 : Nước. Môi trường 2 : Thủy tinh
 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:
Nội dung:
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
b. Định luật khúc xạ ánh sáng:
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
1. Chiết suất tỉ đối:
- n gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường (2) chứa tia khúc xạ đối với môi trường (1) chứa tia tới.
 
 môi trường (2) chiết quang kém hơn môi trường (1)
môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1)
 sini > sin r

 i >r
 sini < sin r
 i < r
Tia khúc xạ bị lệch lại gần pháp tuyến hơn.
=> n21 > 1
=> n21 < 1
Tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến hơn.
2. Chiết suất tuyệt đối
 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
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
- 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.
Chiết suất tỉ đối:

v1 : tốc độ ánh sáng trong môi trường 1.
v2 : tốc độ ánh sáng trong môi trường 2.

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.



Nhận xét:
v2. Chiết suất tuyệt đối
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
Chú ý:
- Nếu i và r nhỏ hơn 100 thì:
- Trường hợp i = 00 thì r = 00  tia sáng chiếu vuông góc mặt phân cách thì không xảy ra hiện tượng khúc xạ.
- Nếu tia sáng truyền qua n môi trường, khúc xạ qua n môi trường, và các mặt phân cách song song nhau thì:
n1sini1 = n2sini2 = n3sini3 =…= nnsinin
n1i = n2r
Do đó ta được:
S
I
n1
n2
R
K
Hãy quan sát đường truyền của tia sáng cho nhận xét?
K
J
S
I
n1
n2
R
K
J
III. TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG
Nếu tia sáng truyền từ S tới R, giả sử theo đường truyền là SIJKR, thì khi truyền ngược lại theo tia RK, đường truyền là RKJIS.
S
I
n1
n2
R
K
J
III. TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG
Thì tia sáng cũng truyền ngược lại theo đường RKJIS
* Ghi chú: Tính thuận nghịch biểu hiện ở cả 3 hiện tượng: sự truyền thẳng, sự phản xạ và sự khúc xạ.
Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó.
S
I
S’
S
I
R
III. TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG
Củng cố:
Kiến thức cơ bản, trọng tâm:
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.
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:
Chiết suất:
-Chiết suất tuyệt đối:
-Chiết suất tỉ đối:
Công thức của định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng:
 
CỦNG CỐ
SAI
ĐÚNG
SAI
SAI
A. Góc tới i lớn hơn góc khúc xạ r
B. Góc tới i nhỏ hơn góc khúc xạ r.
C. Góc tới i bằng góc khúc xạ r.
D. Góc tới i tỉ lệ với góc khúc xạ r.
Câu 2: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng:
CỦNG CỐ
SAI
ĐÚNG
SAI
SAI
A. Mọi tia sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai 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.
Câu 3: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng:
CỦNG CỐ
ĐÚNG
SAI
SAI
SAI
A. luôn lớn hơn 1.
B. luôn nhỏ hơn 1.
C. bằng 1.
D. luôn lớn hơn 0.
Câu 4: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường truyền sáng:
CỦNG CỐ
D. i = 700
SAI
SAI
ĐÚNG
SAI
A. i = 420.
B. i = 62,50
C. i = 48,50
Câu 5: Chùm tia sáng hẹp đi từ không khí (n = 1) tới bề mặt một môi trường trong suốt ( n = 1,5) sẽ có một phần phản xạ và một phần khúc xạ. Góc tới i để tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc là:
CỦNG CỐ