LÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP PHẦN QUANG HỌC VẬT LÍ 11 NÂNG CAO Chuyên đề 3 Quang học Vật lý 11 LÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP PHẦN QUANG HỌC VẬT LÍ 11 BÀI TẬP CHƯƠNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG DẠNG I ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁN[.]
Chuyên đề Quang học LÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP PHẦN QUANG HỌC VẬT LÍ 11 BÀI TẬP CHƯƠNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG DẠNG I:ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁNH SÁNG A.LÍ THUYẾT 1.Chiết suất a.Định nghĩa c + n c:tốc độ ánh sáng khơng khí v v:tốc độ ánh sáng môi trường xét n:Chiết suất mơi trường Hệ quả: -n khơng khí chân không =1 nhỏ -n môi trường khác lớn b.Chiết suất tỉ đối n v n21 n1 v2 Vật lý 11 c.Chiết suất tuyệt đối - 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 - Định luật -Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới bên pháp tuyến so với tia tới -Biểu thức Sini ntới= sinr nkx=const Chú ý: -n tới chiết suất môi trường chứa tia tới nkx chiết suất môi trường chứa tia khúc xạ S -Dễ dàng nhận cách nhớ để vẽ S cách định tính góc mơi trường có chiết suất i lớn góc nhỏ i 1 I I 2 r r R Hình (n1n2) 3.Một số khái niệm lưu ý cần thiết làm a.Nguồn sáng(vật sáng) -Là vật phát ánh sáng chia làm hai loại GV.Huỳnh Minh Hoài THPTĐịnhThành Trang Chuyên đề Quang học +Nguồn trực tiếp: đèn, mặt trời… Vật lý 11 +Nguồn gián tiếp: nhận ánh sáng phản lại vào mắt ta b.Khi mắt ta nhìn thấy vật? +Khi có tia sáng từ vật trực tiếp đến mắt tia khúc xạ vào mắt ta c.Khi mắt nhìn vật, mắt nhìn ảnh? +Nếu mắt vật chung mơi trường, có tia sáng trực tiếp từ vật đến mắt mắt nhìn vật +Nếu mắt vật tồn mơi trường khơng phải mắt nhìn ảnh vật Ví dụ: Mắt bạn khơng khí nhìn viên sỏi cá đáy hồ, mắt bạn chúng khơng khí nước bạn nhìn ảnh chúng Tương tự cá nhìn bạn nhìn ảnh mà c.Cách dựng ảnh vật -Muốn vẽ ảnh điểm ta vẽ hai tia: tia tới vng góc với mặt phân cách truyền thẳng tia tới có góc bất kì, giao hai tia khúc xạ ảnh vật Ảnh thật tia khúc xạ trực tiếp cắt nhau, ảnh ảo tia khúc xạ không trực tiếp cắt nhau, vẽ nét đứt d.Góc lệch D -Là góc tạo phương tia tới tia khúc xạ D=|i-r| -Nếu mặt phân cách hai môi trường hình cầu pháp tuyến đường thẳng nối điểm tới tâm cầu e.Cơng thức gần Với góc nhỏ (350 44’ Bài 3: Một tia sáng từ chất lỏng suốt có chiết suất n chưa biết sang khơng khí với góc tới hình vẽ Cho biết = 60o, = 30o a) Tính chiết suất n chất lỏng b) Tính góc lớn để tia sáng khơng thể ló sang mơi trường khơng o khí phía ĐS: a n= ; b max 54 44 ' Bài 4:Một khối thủy tinh hình hộp có tiết diện thẳng hình chữ nhật ABCD, chiết suất n=1,5Một tia sáng mặt phẳng chứa tiết diện ABCD ,đến AB góc tới i, khúc xạ vào thủy tinh đến mặt BC hình vẽ.Tia sáng có ló khỏi mặt CD khơng? ĐS:Tia sáng phản xạ toàn phần mặt CD D J C A B I Bài 9:Một sợi quang hình trụ,lõi có chiết suất n1=1,5,phần võ bọc có chiết suất n= Chùm tia tới hội tụ mặt trước sợi với góc 2 hình vẽ.Xác định để tia sáng chùm truyền ống :ĐS: 300 Bài 10:Một chùm tia sáng hẹp SI truyền mặt phẳng tiết diện vuông góc khối suốt có tiết diện hình vẽ.Hỏi khối suốt nầy phải có chiết suất để tiasáng đến mặt AC không bị ló khơng khí ĐS: n C S I n A GV.Huỳnh Minh Hoài THPTĐịnhThành Trang Chuyên đề Quang học Vật lý 11 LUYỆN TẬP CÁC BÀI TẬP KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 6.1 Phát biểu sau đúng? A Chiết suất tỉ đối môi trường chiết quang nhiều so với môi trường chiết quang nhỏ đơn vị B Mơi trường chiết quang có chiết suất tuyệt đối nhỏ đơn vị C Chiết suất tỉ đối môi trường so với môi trường tỉ số chiết suất tuyệt đối n môi trường với chiết suất tuyệt đối n1 môi trường D Chiết suất tỉ đối hai môi trường lớn đơn vị vận tốc ánh sáng chân không vận tốc lớn 6.2 Với tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối nước n 1, thuỷ tinh n2 Chiết suất tỉ đối tia sáng truyền từ nước sang thuỷ tinh là: A n21 = n1/n2 B n21 = n2/n1 C n21 = n2 – n1 D n12 = n1 – n2 6.3 Chọn câu trả lời Trong tượng khúc xạ ánh sáng: A góc khúc xạ ln bé góc tới B góc khúc xạ ln lớn góc tới C góc khúc xạ tỉ lệ thuận với góc tới D góc tới tăng dần góc khúc xạ tăng dần 6.4 Chiết suất tỉ đối môi trường khúc xạ với môi trường tới A lớn B nhỏ C tỉ số chiết suất tuyệt đối môi trường khúc xạ chiết suất tuyệt đối môi trường tới D hiệu số chiết suất tuyệt đối môi trường khúc xạ chiết suất tuyệt đối môi trường tới 6.5 Chọn câu Khi tia sáng từ môi trường suốt n1 tới mặt phân cách với môi trường suốt n2 (với n2 > n1), tia sáng không vng góc với mặt phân cách A tia sáng bị gãy khúc qua mặt phân cách hai môi trường B tất tia sáng bị khúc xạ vào môi trường n2 C tất tia sáng phản xạ trở lại môi trường n1 D phần tia sáng bị khúc xạ, phần bị phản xạ 6.6 Chiết suất tuyệt đối môi trường truyền ánh sáng A lớn B nhỏ C D lớn 6.7 Chiếu tia sáng đơn sắc từ khơng khí vào mơi trường có chiết suất n, cho tia phản xạ vng góc với tia khúc xạ Khi góc tới i tính theo cơng thức A sini = n B sini = 1/n C tani = n D tani = 1/n 6.8 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 300 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) 6.9 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 300 so với phương ngang Độ dài bóng đen tạo thành đáy bể là: GV.Huỳnh Minh Hoài THPTĐịnhThành Trang Chuyên đề Quang học A 11,5 (cm) B 34,6 (cm) Vật lý 11 D 85,9 (cm) C 51,6 (cm) 6.10 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 6.11 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) 6.12 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) 6.13 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) 6.14 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 6.15 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) 6.16 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 S khoảng A (cm) B (cm) C (cm) D (cm) 6.17 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 hai mặt song song khoảng A 10 (cm) B 14 (cm) C 18 (cm) D 22(cm) 6.18 Phát biểu sau không đúng? A Khi có phản xạ tồn phần tồn ánh sáng phản xạ trở lại môi trường ban đầu chứa chùm tia sáng tới B Phản xạ toàn phần xảy ánh sáng từ môi trường chiết quang sang môi trường chết quang C Phản xạ tồn phần xảy góc tới lớn góc giới hạn phản xạ tồn phần igh D Góc giới hạn phản xạ tồn phần xác định tỉ số chiết suất môi trường chiết quang với môi trường chiết quang 6.19 Khi chùm tia sáng phản xạ toàn phần mặt phân cách hai mơi trường A cường độ sáng chùm khúc xạ cường độ sáng chùm tới B cường độ sáng chùm phản xạ cường độ sáng chùm tới C cường độ sáng chùm khúc xạ bị triệt tiêu GV.Huỳnh Minh Hoài THPTĐịnhThành Trang Chuyên đề Quang học D B C Vật lý 11 6.20 Phát biểu sau không đúng? A Ta ln có tia khúc xạ tia sáng từ mơi trường có chiết suất nhỏ sang mơi trường có chiết suất lớn B Ta ln có tia khúc xạ tia sáng từ mơi trường có chiết suất lớn sang mơi trường có chiết suất nhỏ C Khi chùm tia sáng phản xạ toàn phần khơng có chùm tia khúc xạ D Khi có phản xạ toàn phần, cường độ sáng chùm phản xạ gần cường độ sáng chùm sáng tới 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’ 6.22 Tia sáng từ thuỷ tinh (n1 = 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’ 6.23 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 6.24 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 không 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) 6.25 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 không khí, chiều dài lớn OA để mắt khơng thấy đầu A là: A OA = 3,25 (cm) B OA = 3,53 (cm) C OA = 4,54 (cm) D OA = 5,37 (cm) 6.26 Một đèn nhỏ S đặt đáy bể nước (n = 4/3), độ cao mực nước h = 60 (cm) Bán kính r bé gỗ tròn 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) 6.27 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’ 6.28 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) 6.29* 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) GV.Huỳnh Minh Hoài B 45 (cm) C 60 (cm) THPTĐịnhThành D 70 (cm) Trang