Bài 26. Khúc xạ ánh sáng

Hậu lộc, Ngày 10 tháng 3 năm 2009
Giáo viên thao giảng:
Lưu Đức Hoàn
Nhóm: Vật lý
Tổ: tự nhiên
Phần hai

Quang hình học

Chương VI
Khúc xạ ánh sáng
Bài 26. khúc xạ ánh sáng
I. Sự khúc xạ ánh sáng
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

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.


2. Định luật khúc xạ ánh sáng

ở hình bên, ta gọi:
SI: Tia tới; I: Điểm tới
N`IN: Pháp tuyến với mặt phân cách tại I
IR: Tia khúc xạ
i: Góc tới;
r : góc khúc xạ


s

Khi thay đổi góc tới i, thực nghiệm cho kết quả sau đây, được gọi là định luật khúc xạ ánh sáng:
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở phía 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 luôn không đổi:


Bảng 26.1
Kết quả đo góc tới i và góc khúc xạ r tương ứng trong thí nghiệm
II. Khúc xạ ánh sáng
1. Chiết suất tỉ đối
TØ sè kh«ng ®æi trong hiÖn t­îng khóc x¹ ®­îc gäi lµ chiÕt suÊt tØ ®èi n cña m«i tr­êng (2), (chøa tia khóc x¹) ®èi víi m«i tr­êng (1), (chøa tia tíi):

Sini
Sinr
21
21
- Nếu n > 1 thì r < i: tia khúc xạ bị lệch lại gần pháp tuyến hơn. Ta nói môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1).
- Nếu n < 1 thì r > i: tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến hơn. Ta nói môi trường (2) chiết quang kém hơn môi trường (1).
21
21
2. ChiÕt suÊt tuyÖt ®èi
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.
Như vậy, chiết suất của chân không là 1
Mäi m«i tr­êng trong suèt ®Òu cã chiÕt suÊt tuyÖt ®èi lín h¬n 1
Có thể thiết lập được hệ thức:
n
Trong đó:
n là chiết suất(tuyệt đối) của môi trường (2)
n là chiết suất(tuyệt đối) của môi trường (1)
Vậy công thức của định luật khúc xạ có thể viết theo dạng đối xứng:
n sini = n sinr


2
1
1
2
(26.3)
(26.4)
C1. n i= n r hoặc =
C2. i = 0 r = 0 : tia sáng truyền thẳng
Đây là trường hợp giới hạn của sự khúc xạ
C3. Khi có sự khúc xạ xảy ra liên tiếp ở các mặt phẳng phân cách song song,
Ta có: n sini = n sini =..= n sini
đây là công thức của một định luật bảo toàn
2
1
i
r
n
21
0
0
n
n
2
2
1
1
III. TÝnh thuËn nghÞch cña sù truyÒn ¸nh s¸ng
ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó:
Từ tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng, ta suy ra:
n =
12
1
n
21
Bảng 26.2 - Chiết suất của một số môi trường
Bài tập áp dụng
Một tia sáng truyền đến mặt thoáng của nước. Tia này cho một tia phản xạ ở mặt thoáng và một tia khúc xạ.
Người vẽ các tia sáng này quên ghi lại chiều truyền trong hình vẽ bên. Tia nào dưới đây là tia tới?
Tia S I
Tia S I
Tia S I
Tia S I S I S I
đều có thể là tia tới




1
2
3
1
2
3
S
1
S
2
S
3
I
Nước
Không khí