Bài 26. Khúc xạ ánh sáng

1. Quan sát chiếc thìa trong cốc nước. Cho biết hình ảnh quan sát được thế nào ?
TL : Chiếc thìa như bị gãy ở mặt nước.
2. Hiện tượng này do đâu ?
TL : Do hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
* Ở vật lí 9 ta khảo sát định tính về hiện tượng này. Về mặt định lượng của hiện tượng thế nào, bài học hôm nay ta tìm hiểu vấn đề này !
I. Sự khúc xạ ánh sáng :
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng :
Là hiện tượng lệch phương 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 :
+ 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 thì tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ không đổi :
Chương VI : QUANG HÌNH HỌC
Tiết 51 : KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Chương VI : QUANG HÌNH HỌC
Tiết 51 : KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. Chiết suất của môi trường :
1. Chiết suất tỉ đối :
+ n21 > 1 thì r < i : môi trường 2 chiết quang hơn.
+ n21 < 1 thì r < i : môi trường 2 chiết quang kém.
2. Chiết suất tuyệt đối :
Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất của môi trường dó đối với chân không.
nCK = 1 ;
Công thức định luật khúc xạ :
Mọi môi trường trong suốt đều có chiết suất lớn hơn 1.
n1sini = n2 sinr
Ta có quan hệ
Chương VI : QUANG HÌNH HỌC
Tiết 51 : KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng :
Ánh sáng truyền theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó.
=>
Bài tập ví dụ : trang 165 SGK.
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 là 600. tia phản xạ ở mặt phân cách có phương vuông góc với tia khúc xạ. Tính chiết suất n ?
Bài tập ví dụ :
+ Theo giả thiết => i’ + r = 900.
+ Định luật phản xạ : i’ = i
=> i + r = 900.
+ Định luật khúc xạ : nsini = sinr
=>
Với sini = cosr ( góc cùng phụ)
Nên : n = tanr = tan600 =
Câu hỏi trắc nghiệm : Chọn câu trả lời đúng :
1. Khi chiếu tia sáng xiên góc từ môi trường trong suốt n1 đến mặt phân cách với môi trường trong suốt có n2 > n1 thì :
A. Tia sáng truyền thẳng sang môi trường có chiết suất n2.
B. Tia sáng bị khúc xạ và lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới.
C. Tia sáng bị khúc xạ và lệch lại gần pháp tuyến hơn so với tia tới.
D. Tia sáng chỉ phản xạ lại môi trường có chiết suất n1.
2. Khi chiếu tia sáng từ không khí vào nước dưới góc tới 600 thì tia sáng vào nước có góc khúc xạ là (Tính tròn số):
A. 450
B. 300
C. 200
D. 360
Chú ý : Nguyên nhân của hiện tượng khúc xạ ánh sáng là sự thay đổi tốc độ truyền ánh sáng khi qua hai môi trường.
Quan sát lại hiện tượng khi chiếu tia sáng từ không khí vào nước
Tia sáng khi vào nước có phương thế nào so với phương tia tới ?
TL : Tia sáng vào trong nước bị lệch phương so với tia tới.
Hiện tượng đó gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Vậy hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì ?
Nêu tên các tia, điểm,đường và các góc sau : SI ; I ; IR ; N’N ; IS’ ; i ; i’ ; r ?
Quan sát thí nghiệm cho biết :
1. Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng nào ? Nằm phía nào đối với pháp tuyến so với tia tới ?
2. Khi tăng hoặc giảm góc tới thì góc khúc xạ thế nào ?
TL1: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới.
TL2 : Khi tăng góc tới thì góc khúc xạ cũng tăng và ngược lại khi giảm góc tới thì góc khúc xạ cũng giảm.
C1 : Viết công thức định luật khúc xạ với các góc nhỏ (< 100)
TL : Các góc nhỏ => sin i = i ; sinr = r => n1i = n2r.
C2 : Áp dụng định luật khúc xạ cho trường hợp i = 0. kết luận ?
TL : i = 0 => r = 0. Vậy tia tới vuông góc mặt phân cách hai môi trường thì truyền thẳng.
C3: Áp dụng công thức định luật khúc xạ cho sự khúc xạ liên tiếp vào nhiều môi trường có chiết suất n1, n2, . . . nn và có các mặt phân cách song song với nhau. Nhận xét ?
TL : n1sini1 = n2sini2 = . . . .nnsinin.