─────────────────────────────────────────────────────────── PHẦN 2 QUANG HÌNH HỌC CHƯƠNG VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG A – KIẾN THỨC CẦN NHỚ I KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1 Hiện tượng Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch p[.]
─────────────────────────────────────────────────────────── PHẦN 2: QUANG HÌNH HỌC CHƯƠNG VI : KHÚC XẠ ÁNH SÁNG A – KIẾN THỨC CẦN NHỚ I - KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - Hiện tượng Khúc xạ ánh sáng tượng lệch phương của tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường suốt khác S - Định luật Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới bên pháp tuyến so với tia tới Đối với cặp môi trường suốt định tỉ số sin góc tới (sini) với sin góc khúc xạ (sin r) số Hằng số phụ thuộc vào chất hai môi trường gọi chiết suất tỷ đối môi trường khúc xạ ( môi trường ) mơi trường tới ( mơi trường 1) Trong đó: - i I r R gọi chiết suất tỉ đối môi trường môi trường - gọi chiết suất tuyệt đối môi trường - gọi chiết suất tuyệt đối môi trường ( Chiết suất tuyệt đối - thường gọi chiết suất - môi trường chiết suất tỉ đối mơi trường chân không với chiết suất chân không ) Từ định luật khúc xạ ta có : - Nếu : > ( r < i) mơi trường chiết quang môi trường - Nếu : < ( r > i) mơi trường chiết quang môi trường – Nguyên nhân tượng phản xạ ánh sáng Nguyên nhân tượng khúc xạ ánh sáng nói thay đổi tốc độ truyền ánh sáng hai môi trường khác Giả sử môi trường có vận tốc truyền ánh sáng mơi trường có vận tốc truyền ánh sáng ta có biểu thức lien hệ sau : Nếu mơi trường chân khơng ta có : ─────────────────────────────────────────────────────────── II : PHẢN XẠ TỒN PHẦN - Định nghĩa : Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn tia tia sáng tới , xảy mặt phân cách hai mơi trường suốt - Điều kiện để có phản xạ toàn phần Tia sáng chiếu tới phải truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang Góc tới Trong : ( góc giới hạn tồn phần ) sin với : : chiết suất môi trường tới - môi trường khúc xạ R S Giả sử ban đầu chiếu tia sáng từ môi trường sang môi trường với xảy trường hợp : n n Khi góc tới : chiết suất Tia khúc xạ IK sáng i' i I r tia phản xạ IR mờ Khi góc tới Tia khúc xạ IK nằm K mặt phân cách mờ tia phản xạ IR sáng Khi : khơng cịn tia khúc xạ tồn tia tới bị phản xạ ngược lại ban đầu lúc tia phản xạ sáng tia tới B – CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng : Khúc xạ ánh sáng * Phương pháp - Sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng để vẽ hình xác định đường tia sáng từ tính tốn u cầu dựa vào kiện toán - Coi chiết suất khơng khí * Bài Tập Bài : Một tia sáng truyền từ khơng khí vào nước ( nước có chiết suất n = 4/3) Một phần phản xạ phần khúc xạ Hỏi tia tới phải có giá trị để tia phản xạ tia khúc xạ vng góc với Bài : Một bể hình chữ nhật , có đáy phẳng nằm ngang chứa đầy nước Một người nhìn vào điểm mặt nước theo phương hợp với phương thẳng đứng góc nằm mặt ─────────────────────────────────────────────────────────── phẳng vng góc với mặt nước hai thành bể cách nhau30 cm , người vừa vặn nhìn thấy điểm nằm giao tuyến thành bể đáy bể Tính độ sâu bể ? Biết nước có n = 4/3 Bài : Một tia sáng truyền từ môi trường A vào môi trường B góc tới là góc khúc xạ a Tìm góc khúc xạ góc tới b Tính vận tốc truyền ánh sáng mơi trường A biết vận tốc ánh sáng môi trường B 200000km/s Bài : Đặt thước dài 70cm theo phương thẳng đứng vng góc với đáy bể nước nằm ngang (đầu thước chạm bể ) Chiều cao lớp nước 40cm chiết suất nước n = 4/3 tia sáng mặt trời chiếu tới mặt nước với góc tới i ( sin i = 0.8 ) bong thước đáy bể ? Dạng : Lưỡng chất phẳng mặt song song * Phương pháp - Lưỡng chất phẳng a Ảnh vật qua lưỡng chất phẳng Vật thật : Vật ảo : S' i S H I r i I H S r R S' b Vị trí vật ảnh c Độ dời ảnh Nếu Ảnh dịch xa H Nếu Ảnh dịch lại gần H - Bản mặt song song ─────────────────────────────────────────────────────────── d a Hiện tượng : Bản mặt song song tượng ánh sáng truyền từ môi trường suốt qua môi trường suốt cho tia ló lại mơi trường st b Tính chất : Tia ló mơi trường luôn A song song với tia tới bị lệch khỏi phương ban đầu i A' I c Xác định ảnh qua mặt song song r - Độ dời ngang r' n Trong : d - độ dày mặt song song - Độ dời ảnh J i' * Bài tập Bài : Một người nhìn xuống đáy dòng suối thấy sỏi cách mặt nước 0.5m Hỏi độ sâu dòng nước thực người nhìn hịn sỏi góc so với pháp tuyến mặt nước biết nước có n = 4/3 Bài : Một người nhìn điểm sáng A qua thuỷ tinh phẳng Vật đặt cách mặt thuỷ tinh khoảng l = 12 cm xác định vị trí ảnh A’ so với thuỷ tinh biết thuỷ tinh có độ dày 4.5cm chiết suất n = 1.5 Bài : Đáy cốc nước thuỷ tinh có hai mặt song song với nhau,chiết xuất 1,5 Đặt cốc tờ giấy nằm ngang nhìn qua đáy cốc theo phương thẳng đứng ta thấy hàng giấy chữ nằm thuỷ tinh cách mặt đáy 6mm Đổ nước vào cốc rơi nhìn qua lớp nước theo phương thẳng đứng thấy dịng chữ tựa nằm nước,cách mặt nước 10,2cm Tính độ dày đáy cốc chiều cao cốc, chiết xuất nước Bài 4: Một tia sáng gặp mặt song song với góc tới I = Bản mặt làm băng thuỷ tính có chiết xuất n= , độ dày e=5cm đạt khơng khí Tính độ dời ngàng tia ló so với tia tới Bài 5:Một mặt song song có bề dày d = 9cm,chiết suất n = 1,5.Tính độ dời điểm sáng nhìn qua mặt song song theo phương vng góc với hai mặt phẳng giới hạn trường hợp : a)Bản mặt song song điểm sáng nằm khơng khí b)Bản mặt song song điểm sáng đặt nước có chiết xuất n = Dạng : Phản xạ toàn phần Bài : Một đèn nhỏ S nằm đáy bể nước nhỏ , sâu 20cm Hỏi phải thả mặt nước gỗ mỏng có vị trí , hình dạng kích thước nhỏ để không vừa vặn tia sáng đèn lọt mặt thoáng nước ─────────────────────────────────────────────────────────── Bài : Một tia sáng từ khơng khí mặt song song có chiết suất 1.5 với góc tới i Tìm điều kiện i đề khơng có tia sáng lọt khỏi mặt song song C PHẦN 2: TRẮC NGHIỆM KQ Câu 1: Nhận xét sau sai a)Tỉ số gốc tới với góc khúc xạ ln khơng thay đổi b)Tia tới vng góc với mặt phân cách không bị khúc xạ c)Tia sáng từ khơng khí vào nước có góc khúc xạ nhỏ góc tới d)Tia tới tia khúc xạ nằm mặt phẳng Câu 2: Chọn câu : Chiếu tia sáng vào khơng khí, a) Góc tới i nhỏ,chỉ có tia khúc xạ mà khơng có tia phản xạ b)Tăng góc tới i góc khúc xạ r tăng tăng chậm i c) Góc tới i= tia khúc xạ nằm mặt phân cách bắt đầu có tia phản xạ d) góc tới i> thi tia phản xạ tia tới Câu 3: Hiện tượng phản xạ tồn phần a) Ln xảy ánh sáng truyền từ mơi trường có chiết xuất lớn qua mơi trường có chiết xuất nhỏ b) Là trường hợp đặt biệt nên không tuân theo định luật phản xạ ánh sáng c) Có cường độ chùm tia phản xạ cường độ chùm tia tới d)Thường xảy ánh sáng gặp bề mặt nhẵn bóng Câu 4: Hiện tượng phản xạ toàn phần ứng dụng để a) Chế tạo lăng kính b) Chế tạo sợi quang học c) Chế tạo gương cầu kính thiên văn phản xạ d) Cả ứng dụng Câu 5: Một chùm tia sáng từ khơng khí nghiêng vào mặt nước,khi góc tới tăng dần góc khúc xạ: a)Khơng đổi b)Giảm dần c)Tăng dần ln nhỏ góc tới d)Tăng dần lớn góc tới Câu 6: Môt tia sáng chuyền từ môi trường chiết xuất lớn sang mơi trường chiết xuất nhỏ.Góc giới hạn phản xạ toàn phần Độ lệch lớn tia tới tia phản xạ b) - c) d) 2π - ─────────────────────────────────────────────────────────── Câu 7: Một người nhìn xuống đáy dịng suối thấy hịn sỏi cách mặt nước 80 cm.Như a) Độ sâu dòng suối h=80cm b) Đọ sâu dòng suối h>80cm c) Độ sâu dòng suối h > Điều sau sai Hiện tượng tồn phần sảy ánh sáng từ môi trường A sang môi trường B Hiện tượng tồn phần sảy ánh sáng từ môi trường C sang môi trường B Hiện tượng tồn phần sảy ánh sáng từ môi trường B sang môi trường C Hiện tượng tồn phần sảy ánh sáng từ môi trường A sang môi trường C Câu 9: Chiếu tia sáng từ nước không khí với gói tới i > ( góc giới hạn ánh sáng từ nước khơng khí) Đặt thuỷ tinh gồm hai banvr song song có chiết xuất > mặt nước.Như a)Tia sáng phản xạ toàn phần mặt phân cách nước -thuỷ tinh b)Tia sáng phản xạ toàn phần mặt phân cách thuỷ tinh-khơng khí c)Tia sáng khúc xạ ngồi khơng khí d)Cả3 trường hợp sảy tuỳ theo chiết xuẩt thuỷ tinh Câu 10: Chọn câu Khi tia sáng từ môi trờng suốt n1 tới mặt phân cách với m«i trêng st n2 (víi n2 > n1), tia sáng không vuông góc với mặt phân cách A tia sáng bị gÃy khúc qua mặt phân cách hai môi trờng B tất tia sáng bị khúc xạ vào môi trờng n2 C tất tia sáng phản xạ trở lại môi trờng n1 D phần tia sáng bị khúc xạ, phần bị phản xạ Cõu 11: Một bể chứa nước có thành cao 80 (cm) đáy phẳng dài 120 (cm) độ cao mực nước bể 60 (cm), chiết suất nước 4/3 Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng góc 30 so với phương ngang Độ dài bóng đen tạo thành mặt nước ? A 11,5 (cm) B 34,6 (cm) C 63,7 (cm) D 44,4 (cm) Câu 12: Một bể chứa nước có thành cao 80 (cm) đáy phẳng dài 120 (cm) độ cao mực nước bể 60 (cm), chiết suất nước 4/3 Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng góc 30 so với phương ngang Độ dài bóng đen tạo thành đáy bể là: A 11,5 (cm) B 34,6 (cm) C 51,6 (cm) D 85,9 (cm) Câu 13: Một điểm sáng S nằm chất lỏng (chiết suất n), cách mặt chất lỏng khoảng 12 (cm), phát chùm sáng hẹp đến gặp mặt phân cách điểm I với góc tới nhỏ, tia ló truyền theo phương IR Đặt mắt phương IR nhìn thấy ảnh ảo S’ S dường cách mặt chất lỏng khoảng 10 (cm) Chiết suất chất lỏng A n = 1,12 B n = 1,20 C n = 1,33 D n = 1,40 ─────────────────────────────────────────────────────────── Câu 14: Cho chiết suất nước n = 4/3 Một người nhìn sỏi nhỏ S mằn đáy bể nước sâu 1,2 (m) theo phương gần vng góc với mặt nước, thấy ảnh S’ nằm cách mặt nước khoảng A 1,5 (m) B 80 (cm) C 90 (cm) D (m) Câu 15: Một người nhìn hịn sỏi đáy bể nước thấy ảnh dường cách mặt nước khoảng 1,2 (m), chiết suất nước n = 4/3 Độ sâu bể là: A h = 90 (cm) B h = 10 (dm) C h = 15 (dm) D h = 1,8 (m) Câu 16: Một người nhìn xuống đáy chậu nước (n = 4/3) Chiều cao lớp nước chậu 20 (cm) Người thấy đáy chậu dường cách mặt nước khoảng A 10 (cm) B 15 (cm) C 20 (cm) D 25 (cm) Câu 17: Một mặt song song có bề dày 10 (cm), chiết suất n = 1,5 đặt khơng khí Chiếu tới tia sáng SI có góc tới 450 tia ló khỏi A hợp với tia tới góc 450 B vng góc với tia tới C song song với tia tới D vng góc với mặt song song Câu 18: Một mặt song song có bề dày 10 (cm), chiết suất n = 1,5 đặt khơng khí Chiếu tới tia sáng SI có góc tới 450 Khoảng cách giá tia tới tia ló là: A a = 6,16 (cm) B a = 4,15 (cm) C a = 3,25 (cm) D a = 2,86 (cm) Câu 19: Một hai mặt song song có bề dày (cm), chiết suất n = 1,5 đặt khơng khí Điểm sáng S cách 20 (cm) Ảnh S’ S qua hai mặt song song cách S khoảng A (cm) B (cm) C (cm) D (cm) Câu 20: Một hai mặt song song có bề dày (cm), chiết suất n = 1,5 đặt không khí Điểm sáng S cách 20 (cm) Ảnh S’ S qua hai mặt song song cách hai mặt song song khoảng A 10 (cm) B 14 (cm) C 18 (cm) D 22(cm) Câu 21: 6.21 Khi ánh sáng từ nước (n = 4/3) sang khơng khí, góc giới hạn phản xạ tồn phần có giá trị là: A igh = 41048’ B igh = 48035’ C igh = 62044’ D igh = 38026’ Câu 22: Tia sáng từ thuỷ tinh (n = 1,5) đến mặt phân cách với nước (n = 4/3) Điều kiện góc tới i để khơng có tia khúc xạ nước là: A i ≥ 62044’ B i < 62044’ C i < 41048’ D i < 48035’ Câu 23: Cho tia sáng từ nước (n = 4/3) khơng khí Sự phản xạ tồn phần xảy góc tới: A i < 490 B i > 420 C i > 490 D i > 430 Câu 24: Một miếng gỗ hình trịn, bán kính (cm) Ở tâm O, cắm thẳng góc đinh Oa Thả miếng gỗ chậu nước có chiết suất n = 1,33 Đinh OA nước, cho OA = (cm) Mắt đặt khơng khí thấy đầu A cách mặt nước khoảng lớn là: A OA’ = 3,64 (cm) B OA’ = 4,39 (cm) C OA’ = 6,00 (cm) D OA’ = 8,74 (cm) Câu 25: Một miếng gỗ hình trịn, bán kính (cm) Ở tâm O, cắm thẳng góc đinh OA Thả miếng gỗ chậu nước có chiết suất n = 1,33 Đinh OA nước, cho OA = (cm) Mắt đặt khơng khí, chiều dài lớn OA để mắt không thấy đầu A là: A OA = 3,25 (cm) B OA = 3,53 (cm) C OA = 4,54 (cm) D OA = 5,37 (cm) Câu 26: Một đèn nhỏ S đặt đáy bể nước (n = 4/3), độ cao mực nước h = 60 (cm) Bán kính r bé gỗ trịn mặt nước cho không tia sáng từ S lọt ngồi khơng khí là: A r = 49 (cm) B r = 53 (cm) C r = 55 (cm) D r = 51 (cm) Câu 27: Chiếu chùm tia sáng song song khơng khí tới mặt nước ( n = 4/3) với góc tới 45 Góc hợp tia khúc xạ tia tới là: A D = 70032’ B D = 450 C D = 25032’ D D = 12058’ Câu 28: Một chậu nước chứa lớp nước dày 24 (cm), chiết suất nước n = 4/3 Mắt đặt khơng khí, nhìn gần vng góc với mặt nước thấy đáy chậu dường cách mặt nước đoạn A (cm) B (cm) C 18 (cm) D 23 (cm) ─────────────────────────────────────────────────────────── Câu 29: Một chậu đặt mặt phẳng nằm ngang, chứa lớp nước dày 20 (cm), chiết suất n = 4/3 Đáy chậu gương phẳng Mắt M cách mặt nước 30 (cm), nhìn thẳng góc xuống đáy chậu Khoảng cách từ ảnh mắt tới mặt nước là: A 30 (cm) B 45 (cm) C 60 (cm) D 70 (cm) Câu 30: Một tia sáng đơn sắc i từ môi trường chiết quang sang môi trường mơi trường chiết quang phát biểu sai: a) Góc khúc xạ ln ln nhỏ góc tới b) Khi truyền qua mặt phân cách vận tốc song ánh sáng giảm c) Nếu góc tới khơng tia sáng truyền thẳng d) Khi góc khúc xạ bắt đầu có tng phn x ton phn Cõu 31: Phát biểu sau đúng? A Chiết suất tỉ đối m«i trêng chiÕt quang nhiỊu so víi m«i trêng chiÕt quang nhỏ đơn vị B Môi trờng chiết quang có chiết suất tuyệt đối nhỏ đơn vị C Chiết suất tỉ đối môi trờng so víi m«i trêng b»ng tØ sè chiÕt suất tuyệt đối n2 môi trờng với chiết suất tuyệt đối n1 môi trờng D Chiết suất tỉ đối hai môi trờng lớn đơn vị vận tốc ánh sáng chân không lµ vËn tèc lín nhÊt Câu 32: Víi mét tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối nớc n1, thuỷ tinh n2 Chiết suất tỉ đối tia sáng truyền từ nớc sang thuỷ tinh lµ: A n21 = n1/n2 B n21 = n2/n1 C n21 = n2 – n1 D n12 = n1 – n2 Cõu 33: Chọn câu trả lời Trong tợng khúc xạ ánh sáng: A góc khúc xạ bé góc tới tới C góc khúc xạ tỉ lệ thuận với góc tới góc khúc xạ tăng dần B góc khúc xạ lớn góc D góc tới tăng dần Cõu 34: Chiết suất tỉ đối môi trờng khúc xạ với môi trờng tới A lớn B nhỏ C tỉ số chiết suất tuyệt đối môi trờng khúc xạ chiết suất tuyệt đối môi trờng tới D hiệu số chiết suất tuyệt đối môi trờng khúc xạ chiết suất tuyệt đối môi trờng tới ... DẠNG BÀI TẬP Dạng : Khúc xạ ánh sáng * Phương pháp - Sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng để vẽ hình xác định đường tia sáng từ tính tốn u cầu dựa vào kiện toán - Coi chiết suất khơng khí * Bài Tập. .. J i'' * Bài tập Bài : Một người nhìn xuống đáy dịng suối thấy sỏi cách mặt nước 0.5m Hỏi độ sâu dòng nước thực người nhìn hịn sỏi góc so với pháp tuyến mặt nước biết nước có n = 4/3 Bài : Một... độ cao mực nước bể 60 (cm), chiết suất nước 4/3 Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng góc 30 so với phương ngang Độ dài bóng đen tạo thành mặt nước ? A 11,5 (cm) B 34 ,6 (cm) C 63 ,7 (cm) D 44,4 (cm)