Nội dung bài viết gồm 2 phần:
- Lý thuyết
- Hướng dẫn giải bài tập SGK.
A. Lý thuyết
I. Khúc xạ ánh sáng
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
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
Quy ước:
- SI: Tia tới
- I: Điểm tới
- N’IN: Pháp tuyến với mặt phân cách tại I
- IR: Tia khúc xạ
- i: Góc tới
- r: Góc khúc xạ
Nội dung định luật khúc xạ ánh sáng:
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở phía 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 không đổi:
$\frac{\sin i}{\sin r} = const$
II. Chiết suất của môi trường
1. Chiết suất tỉ đối
Tỉ số không thay đổi, phụ thuộc vào bản chất của hai môi trường 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)
$\frac{\sin i}{\sin r} = const = n_{21}$
n21 được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 so với môi trường 1.
- Nếu n21 > 1: Tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn, môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1.
- Nếu n21 < 1: Tia khúc xạ lệch ra xa pháp tuyến hơn, môi trường 2 kém chiết quang hơn môi trường 1.
2. Chiết suất tuyệt đối
Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không.
- Chiết suất của chân không: n = 1
- Chiết suất của không khí: n = 1,000293
Như vậy, chiết suất tỉ đối của hai môi trường là:
$\frac{n_{2}}{n_{1}} = n_{21}$
Trong đó:
n21: chiết suất tỉ đối của môi trường 2 so với môi trường 1.
n1: chiết suất tuyệt đối của môi trường 1
n2: chiết suất tuyệt đối của môi trường 2
Công thức của định luật khúc xạ: n1sin i = n2sin r
III. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng
Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó
$n_{12} = \frac{1}{n_{21}}$
B. Bài tập & Lời giải
Câu 1: Trang 166 sgk vật lí 11
Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh sáng? Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng.
Xem lời giải
Câu 2: Trang 166 sgk vật lí 11
Chiết suất tỉ đối n21 của môi trường (2) đối với môi trường (1) là gì?
Xem lời giải
Câu 4: Trang 166 sgk vật lí 11
Thế nào là tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng?
Chứng tỏ: $n_{12} = \frac{1}{n_{21}}$
Nước có chiết suất $\frac{4}{3}$. Chiết suất của không khí đối với nước là bao nhiêu?
Xem lời giải
Câu 5: Trang 166 sgk vật lí 11
Một tia sáng truyền đến mặt thoáng của nước. Tia này cho một tia phản xạ ở mặt thoáng và một tia khúc xạ.
Người vẽ các tia sáng này quên ghi lại chiều truyền trong Hình 26.7. Tia nào dưới đây là tia tới
A. Tia S1I
B. Tia S2I
C. Tia S3I.
D. S1I; S2I; S3I đều có thể là tia tới.
Xem lời giải
Câu 6: Trang 166 sgk vật lí 11
Tia sáng truyền từ nước và khúc xạ ra không khí. Tia khúc xạ và tia phản xạ ở mặt nước vuông góc với nhau. Nước có chiết suất là $\frac{4}{3}$. Góc tới của tia sáng là bao nhiêu (tính tròn số)
A. 370
B. 420
C. 530
D. Một giá trị khác A, B, C
Xem lời giải
Câu 7: Trang 166 sgk vật lí 11
Có ba môi trường trong suốt (1), (2), (3). Với cùng góc tới i, một tia khúc xạ như hình 26.8 khi truyền từ (1) vào (2) và từ (1) vào (3).
A. 220
B. 310
C. 380
D. Không tính được, vì thiếu yếu tố.
Xem lời giải
Câu 8: Trang 167 sgk vật lí 11
Một cái thước được cắm thẳng đứng vào bình nước có đáy phẳng ngang. Phần thước nhô khỏi mặt nước là 4 cm. Chếch ở trên có một ngọn đèn. Bóng của thước trên mặt nước dài 4 cm và ở đáy dài 8 cm
Tính chiều sâu của nước trong bình. Chiết suất của nước là $\frac{4}{3}$.
Xem lời giải
Câu 9: Trang 167 sgk vật lí 11
Một tia sáng được chiếu đến điểm giữa của mặt trên một khối lập phương trong suốt, chiết suất n = 1,5 (Hình 26.9). Tìm góc tới i lớn nhất để tia khúc xạ vào trong khối còn gặp mặt đáy của khối.
