Bài 26. Khúc xạ ánh sáng

quang học là gì ?
Quang học là môn khoa học nghiên cứu về ánh sáng
Thế kỷ XVIII là thời kỳ thống trị của thuyết hạt về ánh sáng
Vào cuối thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt
Trong thực tế có nhiều hiện tượng quang học, đặc biệt là hoạt động của các dụng cụ quang học có thể được nghiên cứu xuất phát từ khái niệm về các tia sáng. phần quang học dựa trên khái niệm đó được gọi là quang hình học
1
Sự truyền ánh sáng trong các môi trường trong suốt
Sự tạo ảnh bằng phương pháp hình học
2
Những dụng cụ được chế tạo dựa vào việc nghiên cứu quang hình học
3
Ba định luật cơ bản của quang hình học
Định luật truyền thẳng ánh sáng
2)Định luật phản xạ ánh sáng
4
3)Định luật khúc xạ ánh sáng
I
n1
n2
Hãy cho biết hiện tượng gì xảy ra?
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
n = 1.33
Quan sát thí nghiệm
I
n1
n2
S’
Cho tia sáng truyền từ không khí vào nước theo đường SIR
r2
Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.
Bài 26 :
I. Sự khúc xạ ánh sáng
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
a. Định nghĩa
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
a. Định nghĩa
b. Các khái niệm
si: tia tới ; i: điểm tới
ir: tia khúc xạ
n`in: pháp tuyến với mặt phân cách tại I
i : góc tới ; r: góc khúc xạ

5
Dụng cụ
a) Thí Nghiệm
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
S
R
I
Đèn chiếu laze
Thước đo độ
Khối nhựa trong suốt
Tiến hành thí nghiệm
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
2. Đi?nh luật khu?c xa? a?nh sa?ng
T� ca?c gia? tri? trong ba?ng ca?c em ha~y ti?nh:
a) Thí Nghiệm
2. Đi?nh luật khu?c xa? a?nh sa?ng
b. vẽ đồ thị
Hãy quan sát đồ thị. Nhận xét dạng đồ thị:
Khi i và r nhỏ
Khi i và r lớn
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
10
Hình 26.4
Khi i và r nhỏ đồ thị có dạng một đường thẳng.
Khi i và r lớn đồ thị có dạng đường cong
Hình 26.5
Đồ thị có dạng đường thẳng
12
2. Đi?nh luật khu?c xa? a?nh sa?ng
c. Định luật
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Hãy quan sát hình vẽ và tìm mối quan hệ giữa tia tới và tia khúc xạ
2. Đi?nh luật khu?c xa? a?nh sa?ng
c. Định luật
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Tia khóc x¹ n»m trong mÆt ph¼ng tíi (t¹o bëi tia tíi vµ ph¸p tuyÕn) vµ ë phÝa bªn kia ph¸p tuyÕn so víi tia tíi
Víi hai m«i tr­êng trong suèt nhÊt ®Þnh, tØ sè gi÷a sin gãc tíi (sini) vµ sin gãc khóc x¹ (sinr) lu«n kh«ng ®æi
Nội dung định luật
Phạm vi tác dụng
Định luật áp dụng cho trường hợp ánh sáng truyền qua mặt phân cách của hai môi trường khác nhau
Hãy phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng?
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. Chiết suất của môI trường
1.Chiết suất tỉ đối
a. Định nghĩa
Tỉ số sini/sinr trong hiện tượng khúc xạ được gọi là chiết suất tỉ đối n21 của môi trường 2(chứa tia khúc xạ)đối với môi trường 1(chứa tia tới)
b. Biểu thức
Trong lý thuyết về ánh sáng chiết suất đặc trưng cho tốc độ truyền ánh sáng trong các môi trường nên
c. Liên hệ giữa chiết suất và vận tốc truyền của ánh sáng trong các môi trường
Nếu n21>1. So sánh i và r
Nếu n21<1. So sánh i và r
II. Chiết suất của môI trường
1.Chiết suất tỉ đối
d. Tính chất
i > r
Môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1. Tia khúc xạ gần pháp tuyến hơn tia tới
Môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1. Tia khúc xạ đi xa pháp tuyến hơn tia tới
i < r
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Lưu ý
Khi n21 =1 ánh sáng truyền trong 1 môi trường trong suốt nhất định tuân theo định luật truyền thẳng
Hãy dựa vào biểu thức sini/sinr=n21 để biện luận?
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. Chiết suất của môI trường
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
a. Định nghĩa
b. Công thức
Chiết suất của chân không là 1
Chiết suất của không khí là 1.000293
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. Chiết suất của môI trường
2. Chiết suất tuyệt đối
Công thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối
n2 là chiết suất tuyệt đối của môi trường 2
n1 là chiết suất tuyệt đối của môi trường 1
Công thức
Công thức của định luật khúc xạ dạng đối xứng
Công thức
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. Chiết suất của môI trường
2. Chiết suất tuyệt đối
Nếu i=0 (tia sáng vuông góc với mặt phân cách ) => r=0 => tia sáng truyền thẳng
Công thức định luật khúc xạ với các góc nhỏ (<10 độ)
Hãy trả lời câu hỏi C1
Hãy trả lời câu hỏi C2
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. Chiết suất của môI trường
2. Chiết suất tuyệt đối
Khi có sự khúc xạ liên tiếp xảy ra ở các mặt phân cách song song ta có :
Hãy trả lời câu hỏi C3
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. Chiết suất của môI trường
2. Chiết suất tuyệt đối
Nhận xét
Tia sáng khác nhau có góc lệch khác nhau. Tia màu tím có góc lệch lớn nhất. Tia màu đỏ có góc lệch nhỏ nhất.
Chiết suất của môi trường phụ thuộc vào màu sắc của ánh sáng hay phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng
Tiếp tục
Hãy quan sát thí nghiệm và nhận xét
A
P
B
Nguồn sáng trắng
Tấm chắn khe sáng
Lăng kính
Màn
Hiện tượng tán sắc ánh sáng
A
P
B
Đỏ
Nguồn sáng trắng
Tấm chắn khe sáng
Lăng kính
Màn
Tấm lọc đỏ
A
P
B
Vàng
Nguồn sáng trắng
Tấm chắn khe sáng
Lăng kính
Màn
Tấm lọc màu vàng
A
P
B
Xanh
Nguồn sáng trắng
Tấm chắn khe sáng
Lăng kính
Màn
Tấm lọc xanh
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
IIi. tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng
1. Thí nghiệm
Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng là hiện tượng ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó
Do đó ta suy ra được
Tính thuận nghịch cũng thể hiện ở sự truyền thẳng và sự phản xạ ánh sáng
S
2. Định nghĩa
3. Phạm vi tác dụng
Tiếp tục
Hãy quan sát thí nghiệm và cho nhận xét về đường đi của tia sáng?
S
I
n1
n2
R
K
J
S
I
n1
n2
R
K
J
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
IIi. tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng
3. Anh của một vật được tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng
Do n2>n1 nên cá ở trong nước sẽ được nâng lên
Câu 1: Hiện tượng khúc xạ là hiện tượng
A. G�y kh�c c?a tia s�ng khi g?p m?t ph�n c�ch gi?a hai mơi tru?ng.
B. d?i phuong c?a tia s�ng t?i m?t ph�n c�ch gi?a hai mơi tru?ng.
C.Các tia sáng ngay khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt thì đột ngột đổi phương.
D.đổi phương đột ngột của tia sáng khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.
15
14
13
12
11
10
09
08
07
06
05
04
03
02
01
00
Đáp án:
Trắc nghiệm
Câu 2: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó so với
a. Không khí.
b. Chân không.
c. Nước.
d. Chính nó.
15
14
13
12
11
10
09
08
07
06
05
04
03
02
01
00
Đáp án:
b. Chân không
Trắc nghiệm
Câu 3: Khi góc tới tăng 2 lần thì góc khúc xạ
a. Tăng 2 lần.
b. Giảm 2 lần.
c. Tăng 4 lần.
d. Chưa đủ dữ kiện để xác định.
15
14
13
12
11
10
09
08
07
06
05
04
03
02
01
00
Đáp án:
Trắc nghiệm
Tự luận
Tóm tắt
Bài giải
Theo bài ra: i` + r =90O => i +r = 90O
Bài 1
áp dụng định luật khúc xạ: nsini =sinr
Mà sini =cosr nên n=tanr
Thay số : n=tan60O =
Bài 2
Tự luận
Chiết suất của bong bóng xà phòng là n lớn hơn chiết suất của không khí . Khi ánh sáng mặt trời ( ánh sáng trắng ) chiếu vào bong bóng sẽ xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng(phân tích ánh sáng trắng thành các tia sáng đơn sắc đỏ, cam, vàng, lục, lam, tràm, tím) với các góc lệch khác nhau. Mỗi một lần ánh sáng đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường không khí và xà phòng sẽ xảy ra hiện tượng khúc xạ, phản xạ hoặc phản xạ toàn phần và mắt ta sẽ quan sát được những tia sáng phản xạ với các màu sắc của cầu vồng
Hãy quan sát và giải thích hiện tượng ánh sáng mặt trời chiếu vào bong bóng xà phòng thì chúng có màu sắc của cầu vồng?
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
IV. Củng cố
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Nhận ra trường hợp giới hạn i=0
Nội dung và biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng. lưu ý tới biểu thức dạng đối xứng khi giải bài tập
Khái niệm chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối. Biểu thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối .
Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng để giả thích các hiện tượng thực tế và làm các bài tập có liên quan
Qua bài này các em cần nắm được các kiến thức cơ bản sau:
bài tập về nhà
Học thuộc ghi nhớ bài.
Làm các bài tập từ 1 đến 10
(sgk – 166 và 167 )
Đọc mục em có biết ?
(sgk-167)