Chuyên đề Phản xạ toàn phần – Lăng kính pdf

Phản xạ toàn phần – Lăng kính Chuyên đề Phản xạ toàn phần – Lăng kính Phản xạ toàn phần – Lăng kính Nội dung A. Tóm tắt kiến thức B. Bài tập áp dụng tự luận C. Một số bài tập tự luận tham khảo D. Bài tập áp dụng trắc nghiệm E. Một số bài tập trắc nghiệm tham khảo Phản xạ toàn phần – Lăng kính Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức 1. Hiện tượng phản xạ toàn phần  Cho tia sáng tới SI từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang.  Theo định luật khúc xạ:  Tăng dần góc tới đến giá trị i = i gh sao cho góc khúc xạ r = 90o   ⇒ hiện tượng phản xạ toàn phần 2 21 1 n sini = n = <1 sinr n gh 2 2 21 gh o 1 1 sin i n n Ta có = n = sini = sin90 n n ⇒ (1) (2) i gh S I r N Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức (tt) 2, Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần:  Tia sáng phải truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang.   Chú ý: Nếu môi trường khúc xạ là không khí thì: 2 gh gh 1 n G c t i i > i v i sin i = n ã í í 2 gh 1 1 n = 1 l c ó ta có sin i = n ó ® Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức (tt) 3. Lăng kính: a. Định nghĩa: Lăng kính là một khối chất trong suốt (thuỷ tinh, thạch anh, ) hình lăng trụ đứng, có tiết diện thẳng là một tam giác.  ( ABB’A’ ) và (ACC’ A’): 2 mặt bên lăng kính  (BCC’B’) : mặt đáy lăng kính.  AA’: cạnh lăng kính.  A: góc chiết quang.  (A 1 B 1 C 1 ) ⊥ AA’ : tiết diện thẳng của lăng kính. A C A 1 C 1 A’ C’ B B 1 B’ Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức (tt) b. Đường đi của tia sáng qua lăng kính:  Xét lăng kính có n > 1 và tia tới từ phía đáy lăng kính đi lên.  Do tính chất chiết quang của môi trường tia sáng sau khi đi qua lăng kính lệch về phía đáy của lăng kính.  Góc hợp bởi phương của tia tới và tia ló gọi là góc lệch D. c. Các công thức về lăng kính: 1 1 1 2 2 2 1 2 sini = n sin r A = r +r sini = n sin r D =i +i - A A R i 2 J r 2 r 1 A N S i 2 I D A Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức (tt) Chú ý:  Khi góc tới i nhỏ:  Góc lệch cực tiểu (D min) khi tia tới và tia ló đối xứng nhau qua mặt phẳng phân giác của góc chiết quang A lúc đó  Ta thấy D min phụ thuộc vào A và n 1 1 1 2 2 2 1 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 sin i i (rad), sin r r(rad) Tacó : i = nr A = r +r i = nr D = (i - r ) + (i - r ) = (i +i ) - (r +r ) = nr +nr - (r +r ) = (r +r )(n -1) = (n -1)A ; ; min 1 2 1 2 min D + A A i = i v r = r = D = 2i - A i = 2 2 ⇒ ⇒µ Phản xạ toàn phần – Lăng kính B. Bài tập áp dụng tự luận - Bài số 1 Một đĩa tròn bằng gỗ bán kính 4 cm được thả nổi trên mặt nước ở tâm đĩa có cắm cây kim thẳng đứng chìm trong nước. Đặt mắt trên mặt thoáng để quan sát cây kim, người quan sát hoàn toàn không nhìn thấy cây kim dù đặt mắt ở đâu. Tính chiều dài lớn nhất của cây kim (không kể phần chìm trong gỗ). Bài giải Chiều dài tối đa của cây kim là OS, sao cho góc tới mép gỗ i = i gh : o gh gh gh 1 3 sini = = i 48 30' n 4 R OS = = 3,54cm tg i ⇒ ; ) 4 (n = 3 i gh i gh S O R Phản xạ toàn phần – Lăng kính B. Bài tập áp dụng tự luận - Bài số 2: Cho lăng kính thuỷ tinh có chiết suất , góc chiết quang A= 60o. Chiếu một tia sáng đến mặt bên AB. Xác định góc tới nhỏ nhất để có tia ló ra khỏi mặt AC. Bài giải n = 2 0 0 0 gh gh 2 1 2 0 0 1 1 1 1 1 Ta c : sin r = = r = 45 r = 45 r = A - r =15 n 2 sini = n.sinr = 2 sin15 i = 21,5 ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ã Khi góc tới i 1 nhỏ nhất ⇒ góc khúc xạ r 1 cũng nhỏ nhất. Ta có A = r 1 + r 2 Khi r 1 min thì r 2 lớn nhất, nếu r 2 lớn nhất = r giới hạn thì sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần trên mặt AC. Như vậy góc tới nhỏ nhất tại I là i = 21,5 0 thì có hiện tượng phản xạ toàn phần. i 2 i 1 A B C r 2 r 1 J I S Phản xạ toàn phần – Lăng kính Bài số 3: Cho một lăng kính phản xạ toàn phần có tiết diện là tam giác vuông cân Chiếu tia sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện thẳng ABC của lăng kính theo phương song song với mặt phẳng huyền BC, đến gặp mặt bên AB của lăng kính tại I. Hãy vẽ tiếp đường đi của tia sáng trong 2 trường hợp: a, Điểm I ở gần đỉnh A b, Điểm I ở gần B n = 2. [...]... ợng phản x ạ toàn phần t ại J sinJgh = i1' = i1 = 600 T ại k : i2 = 150 < Jgh = 450 Có hiện tư ợng khúc x ạ sini2 1 = sinr2 = n.sini2 = 2.sin150 r2 = 21,4 0 sinr2 n i1 i1 K i2 r2 C Phn x ton phn Lng kớnh A b im I gn B: Xét t ại I : sin i sini = n sinr = sin r n S sin45o 1 sinr = = r = 30o 2 2 i B 450 T ại j : i1 = 75o 1 1 = Jgh = 45o ; i1 = 75o > Jgh = 45o n 2 cú hiện tư ợng phản x ạ ton phần . Phản xạ toàn phần – Lăng kính Chuyên đề Phản xạ toàn phần – Lăng kính Phản xạ toàn phần – Lăng kính Nội dung A. Tóm tắt kiến thức B. Bài tập áp. nghiệm E. Một số bài tập trắc nghiệm tham khảo Phản xạ toàn phần – Lăng kính Phản xạ toàn phần – Lăng kính A. Tóm tắt kiến thức 1. Hiện tượng phản xạ toàn phần  Cho tia sáng tới SI từ môi trường chiết. I là i = 21,5 0 thì có hiện tượng phản xạ toàn phần. i 2 i 1 A B C r 2 r 1 J I S Phản xạ toàn phần – Lăng kính Bài số 3: Cho một lăng kính phản xạ toàn phần có tiết diện là tam giác vuông cân