Tính góc khúc xạ của tia sáng với góc tới 300 khi tia sáng truyền từ thủy tinh vào không khí.. Một chùm tia sáng hẹp tới mặt phân cách không khí - bán trụ với góc tới 450.. Một chùm tia
Trang 1QUANG HÌNH Năm học 2013 - 2014
Người soạn: Thầy NGUYỄN VĂN DÂN
- Chủ đề 1: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
1 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Định luật khúc xạ ánh sáng:
n sini 1 n sinr2
Góc lệch: D = i – r
Chiết suất môi trường: n c
v
c = 3.108 m/s: vận tốc ánh sáng;
v: vận tốc ánh sáng trong môi trường (m/s)
2 HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
Khi ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất n1 > n2
- Tìm igh: 2
1
sini gh n i gh
n
- So sánh góc tới i với góc giới hạn igh
+ i ≥ igh xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần
+ i < igh xảy ra hiện tượng khúc xạ
3 CÁC DỤNG CỤ KHÚC XẠ
a Về Lưỡng chất phẳng nên nhớ là: anh kx
vat toi
dảnh: khoảng cách từ ảnh đến mặt nước;
dvật: khoảng cách từ vật đến mặt nước
b Về bản mặt song song:
Độ dời ngang của tia sáng (khoảng cách hai tia tới và tia ló khi qua bản mặt //)
sin( )
cos
i r
r
Độ dịch chuyển vật ảnh e(1 n')
n
n: chiết suất của chất làm bản mặt //
n’: chiết suất của môi trường chứa bản mặt //
Bài 1 Cho chiết suất của thủy tinh là n 2 Tính góc khúc xạ của tia sáng với góc tới 300 khi tia sáng
truyền từ thủy tinh vào không khí
ÑS: 450
Bài 2 Một chậu thủy tinh nằm ngang chứa một lớp nước dày có chiết suất 4/3 Một tia sáng SI chiếu tới
mặt nước với góc tới là 450 Tính góc lệch giữa tia khúc xạ và tia tới
ÑS: 130
Bài 3 Một khối bán trụ có chiết suất n = 1,41 Một chùm tia sáng hẹp tới mặt phân cách không khí - bán
trụ với góc tới 450 Tính góc lệch giữa tia ló và tia khúc xạ
ÑS: 150
Trang 2Bài 4 Tia sáng đi từ thủy tinh cĩ chiết suất n13 2 sang nước cĩ chiết suất n2 4 3 Tính:
a Gĩc khúc xạ nếu gĩc tới 300
b Gĩc khúc xạ nếu gĩc tới 700
ĐS: a 34014';
b Khơng tính được r vì i = 700 > igh = 62044’
Bài 5 Chiếu tia sáng từ khơng khí vào khối thuỷ tinh chiết suất 1,52 Tính gĩc tới, biết gĩc khúc xạ là 250 ĐS: 400
Bài 6 Tia sáng đi từ thuỷ tinh n1 = 1,5 đến mặt phân cách với nước n2 = 4/3 Xác định gĩc tới i để khơng
cĩ tia khúc xạ trong nước
ĐS: 620
Bài 7 Một khối bán trụ cĩ chiết suất n = 1,41 đặt trong khơng khí Một chùm tia sáng hẹp tới mặt phân
cách bán trụ - khơng khí với gĩc tới 600 Hiện tượng phản xạ tồn phần cĩ xảy ra tại mặt phân cách? ĐS: 600 > 450
Bài 8 Gĩc giới hạn của thủy tinh đối với nước là 480, chiết suất của nước là 4/3 Tìm chiết suất của thủy tinh biết thủy tinh chiết quang hơn nước
ĐS: 1,79
Bài 9 Một tia sáng truyền từ khơng khí vào khối thủy tinh cĩ chiết suất n 2 dưới gĩc tới 600 Một phần của ánh sáng bị phản xạ, một phần bị khúc xạ Tính gĩc hợp bởi tia phản xạ và tia khúc xạ
ĐS: 82015’
Bài 10 Một tia sáng đi từ mơi trường cĩ chiết suất n đến mặt phân cách giữa mơi trường đĩ với khơng khí
với gĩc tới 33,70 Khi đĩ tia phản xạ và khúc xạ vuơng gĩc nhau Tính n
ĐS: 1,5
Bài 11 Một tia sáng đi từ một chất lỏng trong suốt cĩ chiết suất n chưa biết
sang khơng khí với gĩc tới như hình vẽ Cho biết = 60o, = 30o
a) Tính chiết suất n của chất lỏng
b) Tính gĩc lớn nhất để tia sáng khơng thể lĩ sang mơi trường khơng khí
phía trên
ĐS: a n= 3 ; b ax 54 44 'o
m
Bài 12 Khi tia sáng đi từ mơi trường (1) sang mơi trường (2) với gĩc tới
bằng 70 thì gĩc khúc xạ bằng 50 Khi gĩc tới bằng 450 thì gĩc khúc xạ bằng
bao nhiêu?
Đs: 300
Bài 13: Một tia sáng đi từ khơng khí vào nước cĩ chiết suất n = 4/3 dưới gĩc tới i = 300
a Tính gĩc khúc xạ
b Tính gĩc lệch D tạo bởi tia khúc xạ và tia tới
ĐS: 220, 80
Bai 14 Một tia sáng đi từ nước (n1 = 4/3) vào thủy tinh (n2 = 1,5) với góc tới 350 Tính góc khúc xạ
ĐS : 30,60
Bài 15: Một cây gậy cắm thẳng đứng xuống đáy hồ sâu 1,5m Phần gậy nhơ lên khỏi mặt nước là 0,5m
Ánh sáng mặt trời chiếu xuống hồ theo phương hợp với pháp tuyến mặt nước gĩc 600 Tính chiều dài bĩng cây gậy trên mặt nước và dưới đáy hồ?
ĐS: 0,85m và 2,11m
Bài 16 Đối với cùng một ánh sáng đơn sắc, chiết suất tuyết đối của nước là 4/3, chiết suất tỉ đối của thủy tinh đối với nước là 9/8 Cho biết vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s Hãy tính vận tốc cùa ánh sáng này trong thủy tinh
ĐS: 200 000 km/s
Trang 3Bài 17: Một cái máng nước sâu 30 cm, rộng 40 cm cĩ hai thành bên thẳng đứng Đúng
lúc máng cạn nước thì bĩng râm của thành A kéo đến thành B đối diện Người ta đổ
nước vào máng đến một độ cao h thì bĩng của thành A giảm 7 cm so với trước n =
4/3 Hãy tính h, vẽ tia sáng giới hạn của bĩng râm của thành máng khi cĩ nước?
ĐS: h = 12 cm
Bài 18: Ba mơi trường trong suốt (1),(2),(3) cĩ thể đặt tiếp giáp nhau.Với cùng gĩc tới i = 600;nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (2) thì gĩc khúc xạ là 450;nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (3) thì gĩc khúc xạ là
300.Hỏi nếu ánh sáng truyền từ (2) vào (3) vẫn với gĩc tới i thì gĩc khúc xạ là bao nhiêu?
ĐS: r3=380
Bài 19: Một chậu miệng rộng cĩ đáy nằm ngang chứa chất lỏng trong suốt đến độ cao h = 5,2 cm Ở đáy
chậu cĩ một nguồn sáng nhỏ S Một tấm nhựa mỏng hình trịn tâm O bán kính R
= 4cm ở trên mặt chất lỏng mà tâm O ở trên đường
thẳng đứng qua S Tính chiết suất n của chất lỏng, biết rằng phải đặt mắt sát mặt
chất lỏng mới thấy được ảnh của S
ĐS: n= 1,64
Bài 20: Cĩ ba mơi trường trong suốt.Với cùng gĩc tới i: nếu tia sáng truyền từ (1) vào (2) thì gĩc khúc xạ
là 300, truyền từ (1) vào (3) thù gĩc khúc xạ là 450 Hãy tính gĩc giới hạn phản xạ tồn phần ở mặt phân cách (2) và (3):
ĐS:igh=450
Bài 21: Một ngọn đèn nhỏ S nằm dưới đáy của một bể nước nhỏ, sâu 20cm Hỏi phải thả nổi trên mặt nước
một tấm gỗ mỏng cĩ vị,trí hình dạng và kích thước nhỏ nhất là bao nhiêu để vừa vặn khơng cĩ tia sáng nào của ngọn đèn lọt qua mặt thống của nước? Chiết suất của nước là 4/3
ĐS:Tấm gỗ hình trịn,tâm nằm trên đường thẳng đứng qua S, bán kính R=22,7cm
Bài 22: Một đĩa gỗ bán kính R = 5 cm nổi trên mặt nước Tâm đĩa cĩ cắm một cây kim thẳng đứng Dù mắt
đặt ở đâu trên mặt thống của nước cũng khơng nhìn thấy cây kim Tính chiều dài tối đa của cây kim ĐS:4,4cm
Bài 23: Nước trong chậu cao 40cm, chiết suất 4/3 Trên nước là lớp dầu cao 30 cm, chiết suất n =1,5 Mắt
đặt trong khơng khí, cách mặt trên lớp dầu 50 cm thấy đáy chậu cách mình bao nhiêu?
ĐS: 100cm
Bài 24: Mắt người và cá cùng cách mặt nước 60cm, cùng nằm trên mặt phẳng vuơng gĩc với mặt nước
Cho n = 4/3 Hỏi nguời thấy cá cách mình bao xa và cá thấy người cách nĩ bao xa?
ĐS:105cm và 140cm
Bài 25: Một đồng xu S nằm dưới đáy của một chậu nước, cách mặt nước 40 cm Một người nhìn thấy đồng xu đó từ ngoài không khí, theo phương thẳng đứng Tính khoảng cách từ ảnh S’ của đồng xu S tới mặt nước Chiết suất của nước là n = 4/3
Bài 26: Cho bản hai mặt song song bằng thủy tinh có bề dày e = 3,5 cm, chiết suất n1 = 1,4 Tính
khoảng cách vật - ảnh trong các trường hợp:
a) Vật AB và bản đều đặt trong không khí
b) Vật AB và bản đặt trong một chất lỏng có chiết suất n2 = 1,6
ĐS:1 cm ; 0,5cm
Bài 27: Một tia sáng gặp bản mặt song song với gĩc tới i = 600 Bản mặt làm băng thuỷ tinh cĩ chiết xuất
n = 1,5, độ dày e = 5cm đạt trong khơng khí Tính độ dời ngang của tia lĩ so với tia tới
ĐS: 0,5 cm
Bài 28: Một bản mặt song song cĩ bề dày d = 9 cm, chiết suất n = 1,5 Tính độ dời của điểm sáng trên khi
nhìn nĩ qua bản mặt // này theo phương vuơng gĩc với hai mặt phẳng giới hạn trong trường hợp
a) bản mặt // và điểm sáng nằm trong khơng khí;
b) bản mặt // và điểm sáng đặt trong nước cĩ chiết xuất n = 4/3
ĐS: 3 cm; 1 cm
S °
n
Trang 4Bài 29: Một tia sáng từ khơng khí tới gặp một tấm thủy tinh phẳng trong suốt với gĩc tới i mà sini = 0,8
cho tia phản xạ và khúc xạ vuơng gĩc với nhau
a.Tính vận tốc ánh sáng trong tấm thủy tinh
b.Tính độ dời ngang của tia sáng lĩ so với phương tia tới Biết bề dày của bản là e = 5 cm
ĐS: 225000 km/s và 1,73 cm
Bài 30: Một khối thủy tinh P cĩ chiết suất n = 1,5,tiết diện thẳng là một tam giác ABC vuơng gĩc tại B
Chiếu vuơng gĩc tới mặt AB một chùm sáng // SI
a Khối thủy tinh P ở trong khơng khí.Tính gĩc D làm bởi tia tới và tia lĩ
b Tính lại gĩc D nếu khối P ở trong nước cĩ chiết suất n = 4/3
ĐS: a D = 900; b D = 70 42’
Bài 31: Trong một cái chậu có lớp nước dày 12 cm và một lớp benzen dày 9 cm nổi trên mặt nước Một
người nhìn vào chậu theo phương gần như thẳng đứng sẽ thấy đáy chậu cách mặt thoáng bao nhiêu?
Vẽ đường đi của chùm tia sáng từ một điểm trên đáy chậu Cho biết chiết suất của nước là n = 4/3 và
benzen là n’ = 1,5
Đs: 15cm
========