1.Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
1.1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì?
Đây có thể là một khái niệm khá mới đối với nhiều học sinh, vì nó là một phần vật lý khá khó. Vậy hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi hướng đột ngột khi đi qua hai bề mặt ngăn cách của hai môi trường truyền ánh sáng. Điều này cũng có thể được coi là sự thay đổi vận tốc khiến ánh sáng bị bẻ cong khi truyền từ một môi trường khác.
Mắt chúng ta cũng phải dựa vào hiện tượng này để hội tụ ánh sáng khi nhìn vào võng mạc.
1.2. Nguyên nhân khúc xạ ánh sáng
Các tia sáng khi chiếu vào các môi trường khác nhau sẽ tạo ra các tốc độ khác nhau, điều này chứng tỏ môi trường là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến ánh sáng. Có hai nguyên nhân gây ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng:
– Tốc độ thay đổi: khi ánh sáng bị khúc xạ (uốn cong) nhiều hơn, nó sẽ tăng tốc hoặc chậm lại.
-Góc tia tới: Góc tới càng lớn thì lượng khúc xạ ánh sáng càng lớn. Nhưng khi ánh sáng đi vào môi trường theo một góc 90° so với bề mặt pháp tuyến thì ánh sáng bị chậm lại và không đổi hướng.
2. Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng
Theo biểu thức của định luật Snell: định luật xảy ra khi ánh sáng đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt có chiết suất khác nhau, bị ánh sáng đổi hướng và được tính theo công thức đặc trưng của hiện tượng khúc xạ.
Luật sẽ có dạng như sau:
Chiết suất tỉ đối $\frac{n_{2}}{n_ {1} }$ của môi trường chứa tia khúc xạ trong môi trường 2 so với môi trường chứa tia tới trong 1 được cho là không đổi theo thuộc tính của hai phương tiện truyền thông.
Tỷ số nhỏ hơn 1: góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới => môi trường khúc xạ 1 không bằng môi trường 2 (lúc này góc tới phải nhỏ hơn góc khúc xạ , còn nếu lớn hơn nó là hiện tượng phản xạ toàn phần và không có ánh sáng khúc xạ).
Tỷ số bé hơn 1: góc khúc xạ lớn hơn góc tới => môi trường khúc xạ 1 lớn hơn môi trường chiết quang 2.
Ví dụ 1: Ánh sáng đi vào nước từ không khí có chiết suất $n=\frac{4}{3}$. Nếu góc khúc xạ là 400 thì góc tới i là bao nhiêu
A. 200
400
600
800
Giải pháp:
sini = n.sinr => sin i = $\frac{4}{3}$.sin400 =>i 58059′
Đáp án c
Ví dụ 2: Góc tới là 120 thì góc khúc xạ là 80 khi tia sáng truyền từ môi trường a sang môi trường b. Tốc độ ánh sáng trong môi trường b là 2,8.108 m/s. Vận tốc ánh sáng trong môi trường a là bao nhiêu?
A. 1,18.105 km/s
2,18,105 km/s
3,18,105 km/s
4,18.105 km/giây
Trả l
3. Chiết suất của môi trường
3.1. Chỉ số khúc xạ tuyệt đối
Đây là chiết suất tỉ đối trong môi trường chân không
Chiết suất tỉ đối của một môi trường so với chân không là chiết suất tuyệt đối trong môi trường đó
$n=\frac{c}{v}$
Gọi n là chiết suất của môi trường, c là vận tốc ánh sáng trong chân không và v là vận tốc ánh sáng trong môi trường đang xét
3.2. Chỉ số khúc xạ tương đối
Công thức tính chiết suất tỉ đối là $n_{21}\frac{v_{1}}{v_{2}}$
3.3. Mối quan hệ giữa chiết suất tỉ đối và vận tốc ánh sáng
Chúng ta có mối quan hệ sau:
$\frac{n_{2}}{n_{1}}=\left | \frac{v_{1}}{v_{2}} \right|, n=\frac{ c}{v}$,
Gọi c là vận tốc ánh sáng trong chân không và v là vận tốc trong môi trường đang xét.
4. Ứng dụng của hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Đây sẽ là một hiện tượng để các nhà khoa học sản xuất ra các loại thấu kính phục vụ nghiên cứu và đời sống hàng ngày như:
-
Ống kính: bao gồm các loại thấu kính sau
-
Kính lúp: giúp mắt thường nhìn thấy những vật nhỏ mà mắt thường không nhìn thấy được
-
Thấu kính hội tụ: Mỗi chùm tia sáng ló ra tạo thành các tia song song và phân kỳ.
-
lăng kính
Khúc xạ giúp chúng ta có những loại kính như kính hiển vi, kính thiên văn,… để có thể quan sát tế bào hay vi khuẩn, những vật thể cực nhỏ và cả những hành tinh trong vũ trụ.
5. Khả năng đảo ngược truyền ánh sáng
Ánh sáng đi ngược chiều mọi hướng
Từ đó ta có công thức:
$n_{12}=\frac{1}{n_{21}}$
6. Thực hành vẽ giản đồ khúc xạ ánh sáng
Câu 1: Phát biểu nào đúng
A. Vùng không gian phía trước gương làm vật đặt trong khoảng không gian này chính là trường nhìn của gương, dù đặt vật ở đâu thì mắt vẫn nhìn thấy ảnh của vật qua gương
Gương cầu lồi và gương phẳng có cùng kích thước trường nếu chúng có cùng kích thước cạnh và cùng vị trí mắt
Kích thước của gương và vị trí của mắt phụ thuộc vào kích thước của trường nhìn
Vị trí của mắt không phụ thuộc vào kích thước quả cầu
Câu 2: Môi trường có chiết suất tuyệt đối
A. Chiết suất tỉ đối của môi trường trong không khí
Cho biết mức độ hoặc lượng ánh sáng sẽ bị khúc xạ
Hãy cho biết vận tốc ánh sáng trong môi trường này nhanh hơn trong chân không bao nhiêu lần
là chiết suất tỉ đối của chân không
Câu 3:Trong hai môi trường, chiết suất tỉ đối
A. Tỉ số giữa góc tới và góc khúc xạ
Tỷ số giữa góc khúc xạ và góc tới
Góc khúc xạ càng lớn thì càng nhỏ
Có bao nhiêu ánh sáng bị khúc xạ khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác?
Đoạn 4: Tại mặt phân cách của hai môi trường, khi một chùm ánh sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác
A. Phản xạ và khúc xạ có thể không xảy ra
Không khúc xạ, phản xạ
Không có phản xạ, chỉ có khúc xạ
Cả phản xạ và khúc xạ
Bài 5: Trên một bản mặt phẳng song song, chiếu một chùm sáng ra ngoài không khí
A. Có hoặc không có tia
Tia tới vuông góc với tia ló
Tấm song song
Tia tới song song với lớp
Tiết 6:Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng
A. Trong cùng một mặt phẳng tới, tia khúc xạ và tia tới là đồng chất
Tia khúc xạ và tia tới đều nằm cùng một phía so với pháp tuyến của điểm tới
Theo hàm số bậc nhất thì góc tới và góc khúc xạ liên hệ với nhau
Góc khúc xạ lớn hơn góc tới
Câu 7: Trong một tấm thủy tinh, một tia sáng từ không khí tới hợp với góc tới 600 và tia khúc xạ vuông góc với tia phản xạ. c= 3.108 m/s là vận tốc ánh sáng trong không khí. Vậy vận tốc ánh sáng trong tấm thủy tinh là
a.3.108 m/s
6.108 m/s
khoảng 108 m/giây
Không thể tính
Tiết 8: Tia đơn sắc truyền lệch phương từ nước ra không khí
A. Luôn luôn có một tia sáng
Cường độ của ánh sáng tới bằng cường độ sáng của ánh sáng phát ra trong không khí
Có thể không có tia sáng nào trong không khí
Tại mặt phân cách luôn có tia khúc xạ và tia phản xạ
Phần 9: Cáp quang của
A. kim loại
Polyme
Kính
hợp kim
Đoạn 10: Phản xạ toàn phần bên trong là ánh sáng phải phát ra từ bất kỳ môi trường nào thì mới có thể bị phản xạ toàn phần
A. Góc tới nhỏ hơn góc tới hạn từ môi trường có chiết suất lớn hơn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn
Có góc tới lớn hơn góc tới có chiết suất nhỏ hơn vào môi trường có chiết suất cao hơn
Đối với môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì góc tới của môi trường có chiết suất lớn hơn góc tới
Góc tới nhỏ hơn góc tới hạn thì môi trường có chiết suất thấp hơn môi trường có chiết suất lớn hơn
Phần 11:Các ảo giác được giải thích
A. Định luật khúc xạ ánh sáng
Định luật phản xạ ánh sáng
Truyền ánh sáng và khả năng đảo ngược
Phản xạ toàn phần bên trong
Phần 12: Sai lầm về hiện tượng phản xạ toàn phần
A. Xảy ra ở giao diện giữa hai phương tiện
Góc tới bằng góc phản xạ
Cường độ ánh sáng tới bằng cường độ ánh sáng phản xạ
Phản xạ toàn phần xảy ra trong một số điều kiện nhất định và phản xạ gương xảy ra ở mọi góc tới
Tiết 13: Có công thức tính góc lệch cực tiểu của lăng kính
A. sin(dmin + a) = nsin2(dmin + a)a
sin = nsin2.2sin(dmin + a)a
c.sin = nsin2.2(d + a)n.sina
d.sinmin = sin2.2
Đoạn 14: Phát biểu về lăng trụ đứng là
A. Lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác, là chất trong suốt có dạng lăng trụ đứng.
Góc khúc xạ của lăng kính luôn nhỏ hơn 90 độ
Qua tia phân giác của góc khúc xạ thì hai mặt bên của lăng kính luôn đối xứng
Ánh sáng đi qua tất cả các lăng kính chỉ sử dụng hai mặt.
Bài 15: Đối với góc nghiêng d = a(n – 1) có công thức tính:
A. Lăng kính phản xạ toàn phần
Góc tới của tia sáng chiếu vào lăng kính nhỏ
Tất cả các trường hợp
Góc khúc xạ và góc tới nhỏ.
Câu 16: Một chùm tia sáng chiếu từ mặt bên của lăng kính:
A. Luôn luôn có một tia sáng
Đáy của lăng kính có tia đối
Lăng kính có tia đối
Có một tia khuất ở đáy lăng kính so với tia tới
Tiết 17: Tia xiên qua một lăng kính có nêm:
A. Góc khúc xạ độc lập
Chỉ số lăng kính độc lập
Góc tới của chùm tia tới phụ thuộc vào
Góc khúc xạ phụ thuộc vào
Bài 18: Khi ánh sáng chiếu từ không khí vào nước thì chiết suất $n = \frac{4}{3}$. Nếu góc khúc xạ r = 300 thì góc tới i (làm tròn)
A. 200
360 độ
420
450
câu 19:Nhiệt kế n = 1,5, bề dày 6cm là một mặt phẳng song song trong không khí. s là điểm sáng cách bản 20cm. Ảnh s’ là ảnh của s cách mặt phẳng song song một khoảng nào đó
a.10cm
Chiều cao 14cm
18cm
22cm
Bài toán 20: Trong môi trường chiết suất n, chiếu một tia sáng đơn sắc vào không khí với góc tới i tanium = n. Mối quan hệ giữa ánh sáng phản xạ và khoảng cách là gì?
A. song song
tạo với nhau một góc 60 độ
Dọc
Hợp nhau một góc 30 độ
Trả lời:
1.b
2.c
3.d
4.d
5.b
6.c
7.b
8.a
9.a
10.c
11.a
12.d
13.c
14.a
15.b
16.d
17.b
18.c
19.c
20.c
Khúc xạ là một chương khá nặng trong chương trình vật lý lớp 11, có nhiều điều cần nhớ. Trong bài giảng tiếp theo thầy nguyễn huy tiến sẽ hệ thống hóa toàn bộ kiến thức của chương khúc xạ bao gồm: lý thuyết, các công thức và các dạng bài tập thường gặp. Chú ý theo cô giáo đến lớp nhé!
Quan trọng nhất là tôi rất vui được chia sẻ kiến thức của mình về Định luật khúc xạ ánh sáng với học sinh của mình. Hi vọng bài viết này giúp các em nắm vững những điều này và thành thạo các dạng bài tập. Để đọc thêm nhiều kiến thức vật lý hay, truy cập vuihoc.vn nhé!
-
-
