Bài 26. Khúc xạ ánh sáng

GIỚI THIỆU PHẦN HAI: QUANG HÌNH HỌC
Quang hình học nghiên cứu sự truyền ánh sáng qua các môi trường
trong suốt và sự tạo ảnh phương pháp hình học.Từ đó, người ta chế tạo
nhiều dụng cụ quang cần thiết cho khoa học và đời sống.
Thành phố Hồ Chí Minh với ánh sáng rực rỡ trong Lễ hội Chào năm mới 2008

CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Cùng 1 vị trí đặt mắt: Ở Hình 1,khi chưa có nước trong chén ta không thấy đầu cái thìa.
Ở Hình 2 khi đổ nước vào chén, ta nhìn thấy được đầu cái thìa.
Hình 1
Hình 2
Hiện tượng này được giải thích như thế nào?. Đây là vấn đề ta sẽ nghiên cứu
trong chương này.
BÀI MỚI:KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I-SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1.Hiện tượng khúc xạ ánh sáng:
Trong các ảnh dưới đây, hãy quan sát thìa và đũa ở mặt phân cách
không khí_nước  nhận xét?
Định nghĩa: Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương của tia sáng khi
truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.
Tiếp tục quan sát và kết luận về phương của chùm tia sáng hẹp khi nó truyền từ
không khí qua khối nhựa trong suốt rồi trở ra không khí trong ảnh dưới đây?
Các vấn đề được đưa ra này đều liên quan
đến một hiện tượng gọi là
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
2. Định luật khúc xạ ánh sáng:
I-SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Nhà bác học Anh Xnen(Snell) và nhà bác học Pháp Đề-các(Descartes) gần như
đồng thời và độc lập đã khám phá ra định luật khúc xạ ánh sáng.
Ở hình (3), ta gọi:
SI: tia tới; I: điểm tới;
N’IN: pháp tuyến với mặt phân cách PQ tại I;
IK: tia khúc xạ;
i: góc tới;
r: góc khúc xạ.
Sự khúc xạ ánh sáng tuân theo định luật nào?.Sau đây ta tìm hiểu.
Trước hết ôn lại các khái niệm ở lớp 9:
Kết quả đo i và r tương ứng
trong thí nghiệm
I-SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
2. Định luật khúc xạ ánh sáng:
Bảng 1
Thí nghiệm:
Khảo sát sự thay đổi của r theo i:
-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:
I-SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
2. Định luật khúc xạ ánh sáng:
Định luật khúc xạ ánh sáng:
Khi i =r = 0
Khi nào tia sáng tới không bị gãy khúc khi
truyền qua hai môi trường?(hình bên)
Thực hiện nhiều thí nghiệm cho cùng kết quả  rút ra định luật
II-CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
1. Chiết suất tỉ đối:
Trong hiện tượng khúc xạ,tỉ số
không đổi,
chiết suất tỉ đối của môi trường chứa tia khúc xạ đối với môi trường chứa tia tới:
Dựa vào (2) hãy biện luận:
Nếu n21>1.So sánh i và r?
Nếu n21 <1.So sánh i và r?
Ta nói: Môi trường (2)
chiết quang hơn
môi trường (1)
Ta nói: Môi trường (2)
chiết quang kém
môi trường (1)
i > r
i < r
được gọi là
n21 có thể có giá trị như thế nào so với 1?
Trong truờng hợp nào không có hiện tượng khúc xạ?
Đó là trường hợp:sin i > n21
II-CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
2. Chiết suất tuyệt đối:
Chiết suất tuyệt đối (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 không khí là 1,000293 (rất gần với chiết suất của chân không),
 tính tròn là 1.
Hãy nhận xét về giá trị của chiết suất tuyệt đối của một môi trường trong suốt?
Chiết suất của chân không là 1.
Hệ thức:
(n2 : chiết suất của môi trường (2); n1: chiết suất của môi trường (1)
công thức đối xứng:
Trả lời C1, C2, C3 ?
(3)
(4)
Hãy biện luận (4): khi n2>n1 và khi n1>n2: So sánh i và r trong mỗi trường hợp?.
Môi trường nào chiết quang hơn,môi trường nào chiết quang kém.
Hệ thức giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối?
Suy ra chiết suất của chân không =?
Môi trường trong suốt nào cũng có chiết suất tuyệt đối >1
Tham khảo bảng 26.2 trang 165:Bảng chiết suất
Gợi ý trả lời C3:
Áp dụng công thức khúc xạ ánh sáng
cho sự khúc xạ liên tiếp vào nhiều môi
trường có chiết suất n1,n2,n3,….
Vẽ tia sáng truyền qua các lớp.
Nếu chiết suất thay đổi liên tục, đường
truyền của tia sáng là đường cong
(hình bên)
Ảnh chụp kết quả của một thí nghiệm:
Khi tia sáng đi là là mặt nước
dung dịch đườngtia sáng
truyền thẳng
Đổ từ từ nước dọc theo thành chậu
thủy tinh đường truyền của tia sáng
là đường cong
III-TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG
Quan sát Hình 4 và nhận xét chiều truyền của ánh sáng từ môi trường (1) sang môi trường (2) và ngược lại kết luận?

Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng:
ánh sáng truyền đi theo đường nào thì
cũng truyền ngược lại theo đường đó.
Suy ra:
(5)
Ghi chú: tính thuận nghịch biểu hiện ở cả 3 hiện tượng: sự truyền thẳng,
sự phản xạ và sự khúc xạ.
Hãy tìm hiểu nguyên nhân của hiện tượng khúc xạ ánh sáng?
Nguyên nhân của hiện tượng khúc xạ ánh sáng là sự thay đổi tốc độ truyền sáng.Chiết suất của 1 môi trường trong suốt tỉ lệ nghịch với tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường đó.
Hệ thức về chiết suất tuyệt đối n của 1 môi trường:
Trong đó: c là tốc độ ánh sáng trong chân không
v là tốc độ ánh sáng trong môi trường
Từ đó, hãy rút ra quan hệ giữa n21 và n12?
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 đối với chân không
+Ta có:
Công thức của định luật khúc xạ ánh sáng dạng đối xứng:
-Chiết suất tỉ đối:
Vận dụng:
1/Tính r khi biết n1,n2,i trong bảng sau:
23o
38o
54o