Lý thuyết và bài tập Khúc xạ ánh sáng môn Vật Lý 11 năm 2021

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

 

1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt, tia sáng bị bẻ gãy khúc (đổi hướng đột ngột) ở mặt phân cách.

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. (Hình 33)

+ Đối với một cặp môi trường trong suốt nhất định thì tỉ số giữa sin của góc tới (sini) với sin của góc khúc xạ (sinr) luôn luôn là một số không đổi. Số không đổi này phụ thuộc vào bản chất của hai môi trường và được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường chứa tia khúc xạ (môi trường 2) đối với môi trường chứa tia tới (môi trường 1); kí hiệu là n₂₁.

Biểu thức: \(\frac{{\sin i}}{{\sin r}} = {n_{21}}\)  

+ Nếu n_21­  > 1 thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. Ta nói môi trường (2)

 chiết quang kém môi trường (1).

+ Nếu n_21­  < 1 thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới. Ta nói môi trường (2) chiết quang hơn môi trường (1).

+ Nếu i = 0 thì r = 0: tia sáng chiếu vuông góc với mặt phân cách sẽ truyền thẳng.

+ Nếu chiếu tia tới theo hướng KI thì tia khúc xạ sẽ đi theo hướng IS (theo nguyên lí về tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng).

Do đó, ta có \({n_{21}} = \frac{1}{{{n_{12}}}}\) . 

3. Chiết suất tuyệt đối

– Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất của nó đối với chân không.

– Vì chiết suất của không khí xấp xỉ bằng 1, nên khi không cần độ chính xác cao, ta có thể coi chiết suất của một chất đối với không khí bằng chiết suất tuyệt đối của nó.

– Giữa chiết suất tỉ đối n₂₁ của môi trường 2 đối với môi trường 1 và các chiết suất tuyệt đối n₂ và n₁ của chúng có hệ thức: \({n_{21}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\)

– Ngoài ra, người ta đã chứng minh được rằng:

Chiết suất tuyệt đối của các môi trường trong suốt tỉ lệ nghịch với vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trường đó:   

              \(\frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \frac{{{v_1}}}{{{v_2}}}\)

Nếu môi trường 1 là chân không thì ta có: n₁  = 1   và  v₁  =  c  = 3.10⁸ m/s

Kết quả là:         n₂= c/v₂ hay v₂ =c/n₂.

– Vì vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trường đều nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không, nên chiết suất tuyệt đối của các môi trường luôn luôn lớn hơn 1.

Ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối

Chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt cho biết vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường đó nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không bao nhiêu lần.

1/ Tia sáng đi xiên vào bản thuỷ tinh gồm 2 bản mặt // đặt trong không khí. Ta có:

A. Tia ló hợp với tia tới 1 góc lệch D > 90⁰.                                 

B. Tia ló // tia tới.

C. Tia ló ra khỏi bản thuỷ tinh trùng với tia tới.                

D. Tia ló hợp với tia tới 1 góc lệch D < 90⁰.

2/ Vận tốc a/s trong chân không là 3.10⁸m/s. Một môi trường trong suốt có chiết suất n = 2. Vận tốc a/s truyền trong môi trường đó bằng bao nhiêu?

A.1,5.10⁸m/s.

B. 2.10⁸m/s.

C. 2,5.10⁸m/s.

D. 3.10⁸m/s.

3/ Vận tốc của 1 chùm ánh sáng truyền trong nước lớn gấp 1,5 lần vận tốc của chùm ánh sáng nay truyền trong một môi trường vật chất. Biết chiết suất của nước là 4/3, chiết suất của môi trường đó bằng bao nhiêu?

A.1,2.

B.1,5.

C.1,7.

D. 2.

4/ Vận tốc của 1 chùm ánh sáng truyền trong nước bằng 2,25.10⁸m/s. Chiết suất của 1 môi trường vật chất  gấp 1,5 lần chiết suất của nước. Vận tốc chùm ánh sáng này truyền trong môi trường vật chất đó bằng bao nhiêu?

A.1,5.10⁸m/s.

B. 2.10⁸m/s.

C. 2,5.10⁸m/s.

D. 3.10⁸m/s.

5/ Tia sáng đi từ không khí vào 1 chất lỏng trong suốt với góc tới i = 45⁰ thì góc khúc xạ r = 30⁰. Muốn cho góc khúc xạ là 45⁰ thì góc tới là bao nhiêu?

A. 60⁰.

B. 75⁰.

C. 90⁰.

D. 120⁰.

6/ Tia sáng đi tới tấm thuỷ tinh 2 mặt phẳng // đặt trong không khí dưới góc tới 30⁰. Chiết suất của thuỷ tinh là 1,6. Tia ló ra khỏi mặt bên kia của thuỷ tinh hợp với pháp tuyến của mặt 1 góc bao nhiêu?

A. 30⁰.

B. 45⁰.

C. 60⁰.

D. kết quả khác.

 

...

-(Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Lý thuyết và bài tập Khúc xạ ánh sáng môn Vật Lý 11 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.