Bài 26. Khúc xạ ánh sáng

Trước tiên xin giới thiệu cùng quý thầy cô và các em một số hình ảnh về hiện tượng tổng hợp ánh sáng trong một vũ điệu của nhạc nước tại Nha Trang.
Hình ảnh các em vừa xem là sự kết hợp ánh sáng nghệ thuật rất độc đáo
Và hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu tiếp phần II của chương trình Vật Lí 11 đó là phần
PHẦN II
QUANG HÌNH HỌC
CHƯƠNG VI
KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Em hãy nêu tên những định luật về quang hình học mà em đã biết?
Ba định luật cơ bản của Quang hình học:
- Định luật truyền thẳng ánh sáng
- Định luật khúc xạ ánh sáng
- Định luật phản xạ ánh sáng
Mở đầu cho bài học hôm nay các em hãy quan sát một số hình ảnh về hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Ta thấy ảnh của chiếc đũa như bị gãy khúc ở mặt nước.
Khi nhìn cá trong nước, ta thường xác định sai lệch vị trí của cá.
1
2
Em hãy nhắc lại những kết luận thu được từ thực nghiệm ở lớp 9 về khúc xạ ánh sáng?
Những kết luận về khúc xạ ánh sáng ở lớp 9:
* Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường, được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
* Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước, góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
* Khi tia sáng truyền được từ nước sang không khí, góc khúc xạ lớn hơn góc tới.
* Khi tia sáng truyền từ không khí sang các môi trường trong suốt, rắn, lỏng khác nhau thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
* Khi góc tới tăng (giảm) thì góc khúc xạ cũng tăng (giảm).
* Khi góc tới bằng 00 thì góc khúc xạ bằng 00, tia sáng không bị gãy khúc khi truyền qua hai môi trường.
1
S
S’
R
N’
BÀI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng 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.
i
2
N
Để hiểu thêm về hiện tượng khúc xạ ánh sáng chúng ta có thể hình dung như sau:
I
I: điểm tới
SI: tia tới
N’IN: pháp tuyến với mặt phân cách tại I
IR: tia khúc xạ
i: góc tới (góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến)
r: góc khúc xạ (góc hợp bởi tia khúc xạ và pháp tuyến)
Mặt phẳng tới: mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến.
i’
*Ta đã biết khi góc tới tăng (giảm) thì góc khúc xạ cũng tăng (giảm).
* Vậy góc khúc xạ có tăng (giảm) tỉ lệ với góc tới không?
* Lưu ý: Điều kiện xảy ra khúc xạ là: tia sáng truyền xiên góc qua hai môi trường trong suốt khác nhau.
BÀI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng 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
a. Thí nghiệm:
- Vị trí của tia khúc xạ?
- r có tỉ lệ với i không?
BÀI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng 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
a. Thí nghiệm:
- Vị trí của tia khúc xạ?
- r có tỉ lệ với i không?
Kết quả đo được tương ứng với bảng 26.1
b. Kết luận:
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới.
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của góc r vào i theo bảng 16.1
r không tỉ lệ với i
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của sinr vào sini theo bảng 16.1
* Khi thay đổi một trong hai môi trường và làm thí nghiệm tương tự thì ta cũng thu được một tỉ số không đổi khác giữa sini và sinr.
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng 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.
Định luật khúc xạ ánh sáng
2.
a. Thí nghiệm:
b. Kết luận:
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới.
BÀI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
sinr
sini ~

- Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi:
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: (SGK)
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
a. Thí nghiệm:
b. Kết luận: (SGK)
BÀI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
Tỉ số không đổi
trong hiện tượng khúc
xạ được gọi là chiếc suất tỉ đối n21 của môi trường (2) (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường (1) (môi trường chứa tia tới).
= n21
* n21>1
Môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1)
* n21<1
Môi trường (2) kém chiết quang hơn môi trường (1)
rr>i:
* Đặc biệt khi ánh sáng truyền xiên từ chân không vào môi trường trong suốt khác thì chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân môi trường chân không được gọi là chiết suất tuyệt đối của môi trường đó.
1. Chiết suất tỉ đối
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.
* Lưu ý: - Chiết suất của chân không là 1
- Chiết suất của không khí gần bằng 1
* SGK giới thiệu chiết suất của một số môi trường ở bảng 26.2.
- Các em hãy đọc và cho biết chiết suất của môi trường có đặc điểm gì và phụ thuộc vào yếu tố nào?
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: (SGK)
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
a. Thí nghiệm:
b. Kết luận: (SGK)
BÀI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
= n21
1. Chiết suất tỉ đối
2. Chiết suất tuyệt đối: (SGK)
Bảng 26.2. Chiết suất của một số môi trường
* Nhận xét:
- Mọi môi trường trong suốt đều có chiết suất lớn hơn 1
- Chiết suất của môi trường phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của môi trường đó.
Hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối:
Từ biểu thức 26.2 và 26.3 thiết lập công thức 26.4
Ta có:
= n21

Hay n1sini = n2sinr
* Biểu thức của ĐL khúc xạ có thể viết:
n1sini = n2sinr
n2 chiết suất tuyệt đối của môi trường (2)
n1 chiết suất tuyệt đối của môi trường (1)
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: (SGK)
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
a. Thí nghiệm:
b. Kết luận: (SGK)
BÀI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
= n21
1. Chiết suất tỉ đối
2. Chiết suất tuyệt đối: (SGK)
Hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối:
* Biểu thức của ĐL khúc xạ có thể viết:
n1sini = n2sinr
- Dựa vào biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng trả lời các câu hỏi C1; C2; C3 ? (SGK)
Kết quả:
* Câu C1: Công thức của định luật khúc xạ với các góc nhỏ (<100)
Ta có: sini ~ i ; sinr ~ r

n1i = n2r
* Câu C2: Áp dụng định luật khúc xạ cho trường hợp i = 0. Kết luận.
Ta có: i = 00
 r = 00
 Tia sáng truyền thẳng
Câu C3: Áp dụng công thức của định luật khúc xạ cho sự khúc xạ liên tiếp vào nhiều môi trường có chiết suất lần lượt là n1; n2 , . . . nn và có mặt phân cách song song với nhau:
n1sini1 = n2sinr1
n2sini2 = n3sinr2
r1 = i2
n1sini1 = n2sini2
r2 = i3
n2sini2 = n3sini3
 n1sini1 = n2sini2 = n3sini3 = . . . = nsinin
Đây là công thức của một định luật bảo toàn
I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: (SGK)
2. Định luật khúc xạ ánh sáng
a. Thí nghiệm:
b. Kết luận: (SGK)
BÀI 26. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
II. CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
= n21
1. Chiết suất tỉ đối
2. Chiết suất tuyệt đối: (SGK)
Hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối:
* Biểu thức của ĐL khúc xạ có thể viết:
Hay n1sini = n2sinr
III. TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG(ĐỌC THÊM)
Bài tập 1.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 60 độ. Tia phản xạ ở mặt phân cách có phương vuông góc với tia khúc xạ. Tính n.
- Theo bài: i’ + r = 900 mà i’ = i
 nsini = sinr
Giải
Tóm tắt: i’+ r = 900; r = 600. Tính n = ?
CỦNG CỐ:
BÀI TẬP VÍ DỤ SGK
 i + r = 900 hay i = 300
- Áp dụng ĐL khúc xạ: n1sini = n2sinr

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
Hình vẽ nào sau đây sai khi nói về sự khúc xạ ánh sáng?
D
Vậy khi nhìn một con cá trong hồ nước thì ảnh của cá được nâng lên gần mặt nước hơn
Đọc thêm “ Em có biết ?”
Trả lời các câu hỏi SGK (trang 166)
Làm bài tập SGK ( trang 166-167)
Chuẩn bị Bài tập ở tiết tiếp theo
CÔNG VIỆC VỀ NHÀ