Bài 26. Khúc xạ ánh sáng

Bài 26: khúc xạ ánh sáng
I. Sự khúc xạ ánh sáng
II. Chiết suất của môi trường
III. Tính thuận nghịch
của sự truyền ánh sáng
Vận dụng
Sự khúc xạ ánh sáng
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Là hiện tượng lệch phương (gãy) của ánh sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
Gọi: SI là tia tới, I là điểm tới
N`IN là pháp tuyến với mặt phân cách
IR: Tia khúc xạ, IS` là tia phản xạ
i: Góc tới, r: góc khúc xạ

1
2
Khảo sát mặt phẳng chứa tia tới
Vậy tia tới nằm trong mặt phẳng tới ở bên kia pháp tuyến so với tia tới
Thay đổi góc tới i thì góc khúc xạ r cũng thay đổi
- Khi góc tới còn nhỏ thì i tỉ lệ với r;
- Khi góc tới i tăng lên thì sin góc tới tỉ lệ với sin góc khúc xạ
Nội dung định luật khúc xạ ánh sáng
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới, 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 luôn không đổi
II. Chiết suất của môi trường
Chiết suất tỉ đối
Gọi tỉ số sini/sinr là chiết suất tỉ đối n21 của môi trường chứa tia khúc xạ (môi trường 2 ) đối với môi trường chứa tia tới (môi trường 1)
Nếu n21 > 1 suy ra sini > sinr hay i > r : Môi trường (2) chiết quang hơn so với môi trường (1)
Nếu n21 < 1 ; sini < sinr hay i < r. Môi trường (2) kém chiết quang hơn môi trường (1)
- Nếu i nhỏ thì i =n21r
2. Chiết suất tuyệt đối (gọi tắt là chiết suất)
Chiết suất tuyệt đối của môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó so với chân không
Chiết suất của chân không bằng 1; Chiết suất của không khí coi gần bằng 1 (nếu không cần chính xác cao )
Chiết suất của các môi trường trong suốt khác đều lớn hơn 1
VD: Chiết suất nước nnước = 4/3=1,33; Thuỷ tinh thường nthuỷ tinh =1,5
n2 : chiết suất của môi trường (2)
n1 : Chiết suất của môi trường (1)
Vậy định luật khúc xạ: n1sini=n2sinr
III. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng
ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo con đường đó
Chú ý : Nguyên nhân của hiện tượng khúc xạ là do sự thay đổi tốc độ truyền ánh sáng khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường khác nhau
Ví dụ: Vận tốc truyền ánh sáng trong nước
Bài tập ví dụ
Một hòn sỏi nằm cách nước một đoạn H=HS1=10m Tính độ nâng h=S1S2 của ảnh S1
Giải: Xét tam giác S1IH` ta có


Thay số với H=10m. n=1,33 ta được h=(1,33-1)10/1,33=2,48m
Vận dụng
Bài 1: Trong các phát biểu sau phát biểu nào sai?
Chiết suất tuyệt đối của các môi trường luôn nhỏ hơn 1.
Chiết suất tuyệt đối của chân không luôn bằng 1.
Chiết suất tuyệt đối của môi trường tỉ lệ nghịch với vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường đó.
Cả A, B, C.
Giải: Theo định luật khúc xạ ta có
n1sini=n2sinr. Với n2=1; n1 =n ta có
nsini = sinr hay n = sinr/sini (1)
Mà theo giả thuyết thì i + r =900 suy ra i=900 - r thay vào (1) ta được
Vận dụng
Tia sáng truyền từ chất lỏng ra không khí
r = 600
IR vuông góc IS`
Tính n : A. 1,5 B. 1,2
C. 1,41 D. 1,73