Bài 46. Bài tập về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần

KÍNH CHÀO CÁC THẦY GIÁO, CÔ GIÁO
VÀ CÁC EM HỌC SINH VỀ DỰ HỘI GIẢNG
VẬT LÝ HỌC
NHÓM KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Đừng đẻ cuộc sống bản thân như hiện tượng này nhé !
BÀI TẬP VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Tiết 70 – Bài 46
I. Mục tiêu bài học
II. Những vấn đề cần lưu ý!
III. Hướng dẫn giải bài tập trong SGK
IV. Củng cố và giao bài tập về nhà
Hãy vượt lên chính mình nhé !
BÀI TẬP VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Tiết 70 – Bài 46

Kiến thức: Vận dụng kiến thức về sự khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần để giải các bài tập về hai hiện tượng này.
Kỹ năng: - Rèn luyện tư duy lập luận lôgíc để giải bài tập.
- Trang bị cho học sinh phương pháp giải bài toán quang hình về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần.
- Kỹ năng vẽ đường đi của tia sáng, vẽ ảnh của vật
Thái độ: Phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động sáng tạo trong hoạt động học tập của học sinh thông qua giải bài toán.
Mục tiêu bài học
II. Những vấn đề cần lưu ý
1. Hiện tượng khúc xạ và định luật khúc xạ ánh sáng
3. Tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng
4. Các điều kiện kiện để xảy ra phản xạ toàn phần
5. Để vẽ đường đi của một tia sáng
qua một lưỡng chất phẳng cần chú ý điểm gì ?
6. Điều kiện để ảnh rõ nét qua lưỡng chất phẳng
2. Ảnh của một vật tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng
qua lưỡng chất phẳng có đặc điểm?
Nội dung:
Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.
Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới.
Đối với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một hằng số.
Biểu thức:
Hiện tượng:
I
S
R
Con đường ngắn nhất để đến vinh hoa là phải học .
1. Hiện tượng khúc xạ và định luật khúc xạ ánh sáng
Ảnh là giao điểm của đường kéo dài 2 tia khúc xạ
Tính chất: Ảnh và vật bao giờ cũng ngược tính chất
Vị trí của ảnh và vật qua lưỡng chất phẳng liên hệ:

2. Ảnh của một vật tạo bởi sự khúc xạ ánh sáng
qua lưỡng chất phẳng có đặc điểm?



Trên một phương truyền của ánh sáng, ánh sáng có thể truyền theo chiều từ A đến B hoặc ngược lại từ B đến A.
I
A
B
3. Tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng
- Ánh sáng phải truyền từ môi trường có chiết suất lớn hơn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn.
n1> n2
- Góc tới i phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần.
i ≥ igh với (sinigh = n2/n1)
4. Các điều kiện kiện để xảy ra phản xạ toàn phần
Xác định góc tới i tại điểm tới.
So sánh ntới và nkhúc xạ, góc tới i góc igh xem tại I có tia khúc xạ hay phản xạ toàn phần.
Nếu có hệ 2 mặt lưỡng chất (có thể là 2 mặt phẳng song song, hoặc một mặt phẳng một mặt cầu thì tia sáng sẽ đi như thế nào?
- Tia khúc xạ qua mặt lưỡng chất thứ nhất sẽ tới mặt lưỡng chất thứ 2 tại đây xét xem có phản xạ toàn phần hay không. Nếu không thì tia sáng bị khúc xạ qua mặt thứ 2 này.
5. Để vẽ đường đi của một tia sáng
qua một lưỡng chất phẳng cần chú ý điểm gì ?
Tia tới gần như vuông góc với mặt phân cách giữa hai môi trường (nghĩa là góc tới i rất nhỏ)
Khi đó: i nhỏ ↔ r nhỏ ↔ sini ≈ tani ≈ i
và sinr ≈ tanr ≈ r
 Từ định luật khúc xạ ta có: n1i = n2r ↔ i/r = n2/n1
6. Điều kiện để ảnh rõ nét qua lưỡng chất phẳng
Bài tập 1
Bài tập 2
Bài tập 3
III. Hướng dẫn giải bài tập trong SGK
Một chậu chứa một lớp nước dày 30cm, chiết suất của nước là 4/3.
a) Chiếu một chùm tia sáng song song với mặt nước với góc tới là 450. Tính góc lệch hợp bởi chùm tia khúc xạ và chùm tia tới
b) Mắt ở trong không khí, nhìn xuống đáy chậu sẽ thấy đáy chậu cách mặt nước một đoạn bao nhiêu
n
h
Bài tập 1
a) Tìm D?
Cần vẽ đường đi của chùm tia sáng song song ↔ chỉ cần vẽ 1 tia trong chùm.
? So sánh góc r với góc i. Tìm r dựa vào kiến thức nào?
? Góc lệch D được xác định như thế nào?
I
S
R
n
h
H.46.1 Tia sáng gãy khúc tại I
Bài tập 1
Lưu ý:
- Để vẽ được đường đi của tia sáng qua mặt phân cách cần phải xác định được góc i, r
- Vẽ được ảnh qua mặt lưỡng chất cần phải vẽ 2 tia sáng trong chùm tia tới, sau đó kéo dài 2 tia khúc xạ cắt nhau ở đâu thì đó là ảnh cần tìm.
- Nếu có 2 bản thuỷ tinh 2 mặt song song thì ảnh được tạo ra sẽ như thế nào?
Bài tập 1

Cho một khối thuỷ tinh dạng bán cầu có bán kính R, chiết suất 1,5. Chiếu thẳng góc tới mặt phẳng của bán cầu một tia sáng SI.
a) Điểm tới I cách tâm O của khối bán cầu là R/2. Xác định đường đi của tia sáng qua bán cầu ?
b) Điểm tới I nằm trong vùng nào thì không có tia sáng đi qua mặt cầu của bán cầu ?
O
i
Bài tập 3
a) Vẽ đường đi của tia SI.
? Để vẽ được đường đi của tia sáng ta phải làm gì?
? Tại J tia sáng bị khúc xạ hay phản xạ toàn phần?

Vậy sau khi qua J tia sáng bị khúc xạ và ló ra ngoài mặt cầu.
O
r
S
J
i
I
A
B
Bài tập 3
b) Để không có tia ló ra ngoài mặt cầu của bán cầu thì cần có điều kiện gì ?
? Với điều kiện đó thì điểm I phải di chuyển về phía nào? Nếu xét trong vùng từ O đến A
? Giả sử tại điểm J1 bắt đầu xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. Tìm góc tới i, và cho biết tia phản xạ đi như thế nào ?
? Kết luận về vùng mà điểm I thoả mãn điều kiện ? (OA)
Bài tập 3
I2
O
I1
I ?
A
B
S
J1
J2
igh
? Do tính đối xứng ta có thể kết luận cuối cùng vùng mà điểm I thoả mãn ?
Điểm I nằm ngoài vùng I1I2
Những kinh nghiệm được rút ra khi giải xong bài toán?
Để vẽ được đường đi của tia sáng cần phải lưu ý đến các điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.
Khi vẽ phải xác định đúng pháp tuyến tại điểm tới và góc tới  góc phản xạ bằng góc tới.
I2
O
I1
I ?
A
B
S
J1
J2
Bài tập 3

Một vật AB thẳng, cao 5cm, được đặt song song với một bản thuỷ tinh hai mặt song song, chiết suất 1,5 bề dầy là 12cm. Vật AB cách bản 24cm.
a) Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ đỉnh A của vật, tới bản dưới góc tới 600 và đi qua bản.
b) Xác định vị trí và độ lớn của ảnh A’B’ của AB cho bởi bản song song.
n
Bài tập 2
Đường đi của tia sáng qua bản mặt song song.
Ảnh của vật sáng qua bản mặt song song.
A` ?
A ?
I
J
n
? A
B` ?
B ?
I`
J`
Bài tập 2
Ôn lại định luật, hiện tượng quang học
BTVN:
- Giải bài tập 2 trang 124 SGK
- BT: 6.4 đến 6.7 SBT
IV. Củng cố và giao bài tập về nhà
KÍNH CHÚC CÁC THẦY GIÁO, CÔ GIÁO
VÀ CÁC EM HỌC SINH SỨC KHOẺ, HỌC TẬP VÀ CÔNG TÁC TỐT
Tổ: Vật Lý - KTCN
GV: PHẠM NGỌC BÍCH
xin chân thành cảm ơn!
Xin cảm ơn quý thầy cô và các em học sinh.
Giáo viên:
NGUYỄN VĂN THÀNH
Tại mặt cầu của bán cầu phải xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần i ≥ igh
Điểm I di chuyển về A để i tăng (xét từ O đến A).
i = igh ≈ 420
Tia phản xạ đến J2 dưới góc tới = igh lại xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Vậy I thuộc vùng AI1 với I1 là điểm tới bắt đầu xảy hiện tượng phản xạ toàn phần tại J1