CHUYÊN đề 6 Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần

http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN I KIẾN THỨC KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Hiện tượng khúc xạ ánh sáng tượng ánh sáng truyền qua mặt phân cách hai môi trường suốt, tia sáng bị bẻ gãy khúc (đổi hướng đột ngột) mặt phân cách Định luật khúc xạ ánh sáng + 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 (sinr) luôn số không đổi Số không đổi phụ thuộc vào chất hai môi trường gọi chiết suất tỉ đối môi trường chứa tia khúc xạ (môi trường 2) môi trường chứa tia tới (môi trường 1); kí hiệu n21 Biểu thức: S N i I r N sin i = n21 sin r ( ( K / + Nếu n21 > góc khúc xạ nhỏ góc tới Ta nói môi trường (2) chiết quang môi trường (1) + Nếu n21 < góc khúc xạ lớn góc tới Ta nói môi trường (2) chiết quang môi trường (1) + Nếu i = r = 0: tia sáng chiếu vuông góc với mặt phân cách truyền thẳng + Nếu chiếu tia tới theo hướng KI tia khúc xạ theo hướng IS (theo nguyên lí tính thuận nghịch chiều truyền ánh sáng) Do đó, ta có n21 = n12 Chiết suất tuyệt đối – Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất chân không – Vì chiết suất không khí xấp xỉ 1, nên không cần độ xác cao, ta coi chiết suất chất không khí chiết suất tuyệt đối – Giữa chiết suất tỉ đối n21 môi trường môi trường chiết suất tuyệt đối n2 n1 chúng có hệ thức: n21 = n2 n1 – Ngoài ra, người ta chứng minh rằng: Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt tỉ lệ nghịch với vận tốc truyền ánh sáng môi trường đó: n2 v1 = n1 v2 Nếu môi trường chân không ta có: n1 = v1 = c = 3.108 m/s Kết là: n2 = c v2 hay v2 = c n2 http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com – Vì vận tốc truyền ánh sáng môi trường nhỏ vận tốc truyền ánh sáng chân không, nên chiết suất tuyệt đối môi trường luôn lớn Ý nghĩa chiết suất tuyệt đối Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt cho biết vận tốc truyền ánh sáng môi trường nhỏ vận tốc truyền ánh sáng chân không lần PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Hiện tượng phản xạ toàn phần Hiện tượng phản xạ toàn phần tượng mà tồn tia phản xạ mà tia khúc xạ + Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn ánh sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suốt Điều kiện để có tượng phản xạ toàn phần – Tia sáng truyền theo chiều từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ – Góc tới lớn góc giới hạn phản xạ toàn phần (i gh) + Điều kiện để có phản xạ toàn phần: Ánh sáng phải truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang (n2 < n1) góc tới i ≥ igh S n + Góc giới hạn phản xạ toàn phần: sinigh = ; với n2 < n1 n1 K r H J Phân biệt phản xạ toàn phần phản xạ thông thường i i/ I Giống R G – Cũng tượng phản xạ, (tia sáng bị hắt lại môi trường cũ) – Cũng tuân theo định luật phản xạ ánh sáng Khác – Hiện tượng phản xạ thông thường xảy tia sáng gặp mặt phân cách hai môi trường không cần thêm điều kiện Trong đó, tượng phản xạ toàn phần xảy thỏa mãn hai điều kiện – Trong phản xạ toàn phần, cường độ chùm tia phản xạ cường độ chùm tia tới Còn phản xạ thông thường, cường độ chùm tia phản xạ yếu chùm tia tới Lăng kính phản xạ toàn phần Lăng kính phản xạ toàn phần khối thủy tinh hình lăng trụ có tiết diện thẳng tam giác vuông cân Ứng dụng Lăng kính phản xạ toàn phần dùng thay gương phẳng số dụng cụ quang học (như ống nhòm, kính tiềm vọng …) Sợi cáp quang http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com VÍ DỤ MINH HỌA VD1 Tia sáng từ nước có chiết suất n1 = sang thủy tinh có chiết suất n2 = 1,5 Tính góc khúc xạ góc lệch D tạo tia khúc xạ tia tới, biết góc tới i = 300 HD Ta có: sin i n2 = sin r n1 sinr = n1 sini = sin26,40 n2 r = 26,40; D = i – r = 3,60 VD2 Tia sáng truyền không khí tới gặp mặt thoáng chất lỏng có chiết suất n = Ta hai tia phản xạ khúc xạ vuông góc với Tính góc tới sin i π = n; i’ + r = i + r = sinr = sin(- i) = cosi sin r sin i sin i π π = = tani = n = tan i= sin r cos i 3 HD Ta có: VD3 Một cọc dài cắm thẳng đứng xuống bể nước chiết suất n = Phần cọc nhô mặt nước 30 cm, bóng mặt nước dài 40 cm đáy bể nước dài 190 cm Tính chiều sâu lớp nước BI 40 sin i = tan530 i = 530; =n = AB 30 sin r HD CD − CH r = 370; tanr = = IH IH 190 − 40 CD − CH IH = = = 200 (cm) 0,75 tan r HD Ta có: tani = sinr = sin i = 0,6 = sin370 n VD4 Một máng nước sâu 30 cm rộng 40 cm có hai thành bên thẳng đứng Lúc máng cạn nước bóng râm thành A kéo dài tới chân thành B đối diện Người ta đổ nước vào máng đến độ cao h bóng thành A ngắn bớt cm so với trước Biết chiết suất Tính h CI ' CB 40 HD Ta có: tani = = = = = tan530 AA AC 30 sin i sin i i = 530; = n sinr = = 0,6 = sin370 sin r n I'B I ' B − DB I ' B − r = 370; tani = ; tanr = = h h h tan i I'B 16 I'B = I’B = 16 (cm); h = = 12 (cm) = tan r I ' B − tan i nước n = VD5.Một người ngồi bờ nhúng chân vào nước suốt Biết chiết suất nước n = a) Khoảng cách thực từ bàn chân người đến mặt nước 36 cm Hỏi mắt người cảm thấy bàn chân cách mặt nước bao nhiêu? http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com b) Người cao 1,68 m, nhìn thấy sỏi đáy hồ dường cách mặt nước 1,5 m Hỏi đứng hồ người có bị ngập đầu không? HD d n1 = d ' n2 h n b) Ta có: = h' n2 a) Ta có: d’ = h= n2 d = 27 cm n1 n1 h’ = m > 1,68 m nên đứng hồ người sẻ bị ngập đầu n2 VD6 Tính vận tốc ánh sáng thủy tinh Biết thủy tinh có chiết suất n = 1,6 vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s Ta có: n = c v v= c = 1,875.108 m/s n VD7 Tính vận tốc ánh sáng truyền môi trường nước Biết tia sáng truyền từ không khí với góc tới i = 600 góc khúc xạ nước r = 400 Lấy vận tốc ánh sáng không khí c = 3.108 m/s HD Ta có: v = c sin i n = n sin r v= c sin r = 2,227.108 m/s sin i VD8 Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí, từ nước sang không khí từ thủy tinh sang nước Biết chiết suất thủy tinh 1,5; nước HD Ta có sinigh = n2 = sin530 n1 igh = 530 VD9 Thả mặt nước đĩa nhẹ, chắn sáng, hình tròn Mắt người quan sát đặt mặt nước không thấy vật sáng đáy chậu bán kính đĩa không nhỏ 20 cm Tính chiều sâu lớp nước chậu Biết vật tâm đĩa nằm đường thẳng đứng chiết HD Ta có: Sinigh = = n suất nước n = R R + h2 h = R n − = 17,64 cm VD10 Một thủy tinh mỏng, suốt, chiết suất n1 = 1,5; có tiết diện hình chử nhật ABCD (AB lớn so với AD), mặt đáy AB tiếp xúc với chất lỏng có chiết suất n2 = Chiếu tia sáng SI nằm mặt phẵng ABCD tới mặt AD cho tia tới nằm phía pháp tuyến điểm tới tia khúc xạ thủy tinh gặp đáy AB điểm K Tính giá trị lớn góc tới i để có phản xạ toàn phần K HD Để có phản xạ toàn phần K sini1 ≥ sinigh = n2 = sin70,50 n1 http://lophocthem.com i1 ≥ 70,50 sini ≤ Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com r ≤ 900 – 70,50 = 19,50 cosr = sin390 n1 i ≤ 390 VD11 Một miếng gỗ mỏng, hình tròn bán kính cm Ở tâm O cắm thẳng góc đinh OA Thả miếng gỗ chậu nước có chiết suất n = cho đầu A quay xuống đáy chậu a) Cho OA = cm Mắt đặt không khí thấy đầu A cách mặt nước ? b) Tìm chiều dài lớn OA để mắt không nhìn thấy đầu A đinh HD a) Mắt đặt không khí thấy ảnh A’ A Ta có: tani = OI OI ; tanr = OA OA ' Với i r nhỏ tani ≈ sini; tanr ≈ sinr tan i OA ' sin i = ≈ = t anr OA s inr n OA = OA’ = = 4,5 (cm) n 1,33 b) Khi i ≥ igh không thấy đầu A đinh 1 = = sin48,60 igh = 48,60; n 1,33 OI OI OA = = = 3,5 (cm) tanigh = OA tan igh tan 48, 60 sinigh = VD12 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: A 11,5 (cm) B 34,6 (cm) C 51,6 (cm) D 85,9 (cm) HD - Độ dài phần bóng đen mặt nước a = 34,6 (cm) - Độ dài phần bóng đen đáy bể b = 34,6 + 60.tanr r tính sin i = n suy b sin r = 85,9 (cm) VD13 Một miếng gỗ hình tròn, 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 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) 01689.996.187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: HD Mắt đặt không khí, để mắt không thấy đầu A ánh sáng phát từ đầu A tới mặt nước gần mép miếng gỗ xảy tượng phản xạ toàn phần Khi r = igh với sin i gh = n ta tính OA = R/tanr = 3,53 (cm) VD14 Chiếu chùm tia sáng song song không khí tới mặt nước ( n = 4/3) với góc tới 450 Góc hợp tia khúc xạ tia tới là: A D = 70032’ B D = 450 C D = 25032’ D D = 12058’ sin i =n HD Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng sin r với n = 4/3, i = 450, ta tính r = 3202’ suy góc hợp tia khúc xạ tia tới i – r = 12058’ II ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 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 B Môi trường chiết quang có chiết suất tuyệt đối nhỏ C Chiết suất tỉ đối môi trường so với môi trường tỉ số chiết suất tuyệt đối n2 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 Chọn: C Hướng dẫn: - Chiết suất tỉ đối lớn hơn, nhỏ Chiết suất tuyệt đối lớn đơn vị (1) - Chiết suất tỉ đối môi trường chiết quang nhiều so với môi trường chiết quang lớn đơn vị(1) 6.2 Với tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối nước n1, thuỷ tinh n2 Chiết suất tỉ đối tia sáng truyền từ nước sang thuỷ tinh là: A n21 = n1/n2 thuỷ tinh n2 Chiết B n21 = n2/n1 suất tỉ đối C n21 = n2 -n1 tia sáng D n12 = n1 -n2 Hướng dẫn: truyền từ Với tia Chọn: B nước sang sáng đơn sắc, thuỷ tinh tức chiết suất chiết suất tỉ tuyệt đối đối thuỷ nước n1, tinh CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 01689.996.187 nước n21 n2/n1 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: = 6.3 Chọn câu trả lời Trong tượng khúc xạ ánh sáng: A góc khúc xạ bé góc tới B góc khúc xạ lớn góc tới C góc khúc xạ tỉ lệ thuận với góc tới D góc tới tăng dần góc khúc xạ tăng dần Chọn: D Hướng dẫn: Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng sin i n = ta thấy i tăng r sin r n tăng 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 Chọn: C Hướng dẫn: Chiết suất tỉ đối môi trường khúc xạ với môi trường tới tỉ 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 vuông 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 Chọn: D Hướng dẫn: Khi tia sáng từ môi trường suốt n1 tới mặt phân cách với môi trường suốt n2 (với n2 > n1), tia sáng không vuông góc với mặt phân cách 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 Chọn: A C Hướng dẫn: Chiết suất tuyệt đối môi trường truyền ánh sáng D lớn CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 01689.996.187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: lớn 6.7 Chiếu tia sáng đơn sắc từ không khí vào môi trường có chiết suất n, cho tia phản xạ vuông góc với tia khúc xạ Khi góc tới i tính theo công thức A sini = n C tani = n B sini = 1/n D tani = 1/n Chọn: C Hướng dẫn: - Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng, tia phản xạ tia khúc xạ vuông góc với ta có r + i’ = 900 r + i = 900 - Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: sin i n sin i n ↔ = = ↔tani = n21 = n sin r n sin(90 − i) n1 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) C 63,7 (cm) B 34,6 (cm) D 44,4 (cm) Chọn: B Hướng dẫn: Độ dài bóng đen tạo thành mặt nước (80 – 60).tan300 = 34,6 (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: A 11,5 (cm) C 51,6 (cm) B 34,6 (cm) D 85,9 (cm) Chọn: D Hướng dẫn: - Độ dài phần bóng đen mặt nước a = 34,6 (cm) - Độ dài phần bóng đen đáy bể b = 34,6 + 60.tanr r tính sin i = n suy sin r b = 85,9 (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 Chọn: B Hướng dẫn: Áp dụng công thức lưỡng chất phẳng ánh sáng từ môi trường n không CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 01689.996.187 khí http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: d' 12 = 1,2 = suy n = d n 10 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 vuông góc với mặt nước, thấy ảnh S’ nằm cách mặt nước khoảng A 1,5 (m) B 80 (cm) C 90 (cm) D (m) Chọn: C Hướng dẫn: Áp dụng công thức lưỡng chất phẳng ánh sáng từ môi trường n không khí d' = suy d’ = 0,9 (m) d n 6.12 Một người nhìn 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 B h = 10 C h = 15 D h = 1,8 (cm) (dm) (dm) (m) Chọn: C Hướng dẫn: Xem hướng dẫn làm tương tự câu 6.11 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) Chọn: B Hướng dẫn: Xem hướng dẫn làm tương tự câu 6.11 6.14 Một mặt song song có bề dày 10 (cm), chiết suất n = 1,5 đặt không khí Chiếu tới tia sáng SI có góc tới 450 tia ló khỏi A hợp với tia B vuông góc C song song D vuông góc với tia tới với tia tới với mặt tới góc song song 45 Chọn: C Hướng dẫn: Dùng định luật khúc xạ hai mặt hai mặt song song 6.15 Một mặt song song có bề dày 10 (cm), chiết suất n = 1,5 đặt không khí Chiếu tới tia sáng SI có góc tới 450 Khoảng cách giá tia tới tia ló là: A a = 6,16 (cm) C a = 3,25 (cm) B a = 4,15 (cm) D a = 2,86 (cm) Chọn: A Hướng dẫn: Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng kết hợp giải hình học phẳng CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 01689.996.187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: 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) Chọn: B Hướng dẫn: Áp dụng công thức ảnh điểm sáng qua hai mặt song song ánh sáng truyền gần vuông góc với bề mặt hai SS’ = e 1 −   n 6.17 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) Chọn: C Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 6.16 Phản xạ toàn phần 6.18 Phát biểu sau không đúng? A Khi có phản xạ toàn phần toàn 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 toàn phần xảy góc tới lớn góc giới hạn phản xạ toàn phần igh D Góc giới hạn phản xạ toàn phần xác định tỉ số chiết suất môi trường chiết quang với môi trường chiết quang Chọn: D Hướng dẫn: Góc giới hạn phản xạ toàn phần xác định theo công thức sin i gh = n 6.19 Khi chùm tia sáng phản xạ toàn phần mặt phân cách hai môi 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 D B C Chọn: C CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 10 01689.996.187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: Hướng dẫn: Khi chùm tia sáng phản xạ toàn phần mặt phân cách hai môi trường cường độ sáng chùm khúc xạ bị triệt tiêu 6.20 Phát biểu sau không đúng? A Ta có tia khúc xạ tia sáng từ môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiết suất lớn B Ta có tia khúc xạ tia sáng từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ C Khi chùm tia sáng phản xạ toàn phần chùm tia khúc xạ D Khi có phản xạ toàn phần, cường độ sáng chùm phản xạ gần cường độ sáng chùm sáng tới Chọn: B Hướng dẫn: Khi tia sáng từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ có có tia khúc xạ có tia khúc xạ 6.21 Khi ánh sáng từ nước (n = 4/3) sang không khí, góc giới hạn phản xạ toàn phần có giá trị là: B.igh= 48035’ C.igh= 62044’ D.igh= 38026’ A.igh= 41048’ Chọn: B Hướng dẫn: Góc giới hạn phản xạ toàn phần xác định theo công thức sin i gh = n 6.22 Tia sáng từ thuỷ tinh (n1 = 1,5) đến mặt phân cách với nước (n2 = 4/3) Điều kiện góc tới i để tia khúc xạ nước là: A i ≥ 62044’ B i < 62044’ C i < 41048’ D i < 48035’ Chọn: A Hướng dẫn: - Góc giới hạn phản xạ toàn phần xác định theo công thức sin i gh = n2 n1 - Điều kiện để có tia khúc xạ i ≤ igh 6.23 Cho tia sáng từ nước (n = 4/3) không khí Sự phản xạ toàn phần xảy góc tới: A i < 490 B i > 420 C i > 490 D i > 430 Chọn: C Hướng dẫn: - Góc giới hạn phản xạ toàn phần xác định theo công thức sin i gh = CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN n 11 01689.996.187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: - Điều kiện để tia khúc xạ i ≥ igh 6.24 Một miếng gỗ hình tròn, 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) C OA’ = 6,00 (cm) B OA’ = 4,39 (cm) D OA’ = 8,74 (cm) Chọn: A Hướng dẫn: Ảnh A’ đầu A đinh OA cách mặt nước khoảng lớn tia sáng từ đầu A tới mặt nước qua mép miếng gỗ Khi ánh sáng truyền từ nước không khí, gọi góc nằm nước r, góc nằm không khí i, ta tính OA’max = R.tan(900- i), với sini = n.sinr, tanr = R/OA Suy OA’max = 3,64 (cm) 6.25 Một miếng gỗ hình tròn, 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 không thấy đầu A là: A OA = 3,25 (cm) C OA = 4,54 (cm) B OA = 3,53 (cm) D OA = 5,37 (cm) Chọn: B Hướng dẫn: Mắt đặt không khí, để mắt không thấy đầu A ánh sáng phát từ đầu A tới mặt nước gần mép miếng gỗ xảy tượng phản xạ toàn phần Khi r = igh với sin i gh = ta tính OA = R/tanr = 3,53 (cm) n 46 Bài tập khúc xạ ánh sáng phản xạ toàn phần 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 không khí là: A r = 49 B r = 53 C r = 55 D r = 51 (cm) (cm) (cm) (cm) Chọn: B Hướng dẫn: Xem hướn dẫn làm tương tự câu 6.25 6.27 Chiếu chùm tia sáng song song không khí tới mặt nước ( n = 4/3) với góc tới 450 Góc hợp tia khúc xạ tia tới là: A D = B D = 450 C D = D D = 25032’ 70032’ 12058’ Chọn: D CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 12 01689.996.187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Hướng dẫn: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng Phone: sin i = n với n = 4/3, i = 450, ta tính r sin r = 3202’ suy góc hợp tia khúc xạ tia tới i – r = 12058’ 6.28 Một chậu nước chứa lớp nước dày 24 (cm), chiết suất nước n = 4/3 Mắt đặt không khí, nhìn gần vuông góc với mặt nước thấy đáy chậu dường cách mặt nước đoạn A (cm) B (cm) C 18 (cm) D 23 (cm) Chọn: C Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 6.11 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) B 45 (cm) C 60 (cm) D 70 (cm) Chọn: B Hướng dẫn: Ánh sáng truyền từ mắt nằm không khí vào nước, bị gương phản xạ sau lạ truyền từ nước không khí Ta coi hệ quang học bao gồm: LCP (không khí – nước) + Gương phẳng + LCP (nước – không khí) Giải toán qua hệ quang học ta kết III HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ TRẢ LỜI Khúc xạ ánh sáng 6.1 Chọn: C Hướng dẫn: - Chiết suất tỉ đối lớn hơn, nhỏ Chiết suất tuyệt đối lớn đơn vị (1) - Chiết suất tỉ đối môi trường chiết quang nhiều so với môi trường chiết quang lớn đơn vị(1) 6.2 Chọn: B Hướng dẫn: Với tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối nước n1, thuỷ tinh n2 Chiết suất tỉ đối tia sáng truyền từ nước sang thuỷ tinh tức chiết suất tỉ đối thuỷ tinh nước n21 = n2/n1 6.3 Chọn: D Hướng dẫn: Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng sin i n = ta thấy i tăng r sin r n tăng CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 13 01689.996.187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: 6.4 Chọn: C Hướng dẫn: Chiết suất tỉ đối môi trường khúc xạ với môi trường tới tỉ số chiết suất tuyệt đối môi trường khúc xạ chiết suất tuyệt đối môi trường tới 6.5 Chọn: D Hướng dẫn: Khi tia sáng từ môi trường suốt n1 tới mặt phân cách với môi trường suốt n2 (với n2 > n1), tia sáng không vuông góc với mặt phân cách phần tia sáng bị khúc xạ, phần bị phản xạ 6.6 Chọn: A Hướng dẫn: Chiết suất tuyệt đối môi trường truyền ánh sáng lớn 6.7 Chọn: C Hướng dẫn: - Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng, tia phản xạ tia khúc xạ vuông góc với ta có r + i’ = 900 r + i = 900 - Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: sin i n sin i n ↔ = = ↔tani = n21 = n sin r n sin(90 − i) n1 6.8 Chọn: B Hướng dẫn: Độ dài bóng đen tạo thành mặt nước (80 – 60).tan300 = 34,6 (cm) 6.9 Chọn: D Hướng dẫn: - Độ dài phần bóng đen mặt nước a = 34,6 (cm) - Độ dài phần bóng đen đáy bể b = 34,6 + 60.tanr r tính sin i = n suy sin r b = 85,9 (cm) 6.10 Chọn: B Hướng dẫn: Áp dụng công thức lưỡng chất phẳng ánh sáng từ môi trường n không khí d' 12 = suy n = = 1,2 d n 10 6.11 Chọn: C Hướng dẫn: Áp dụng công thức lưỡng chất phẳng ánh sáng từ môi trường n không khí d' = suy d’ = 0,9 (m) d n 6.12 Chọn: C Hướng dẫn: Xem hướng dẫn làm tương tự câu 6.11 6.13 Chọn: B Hướng dẫn: Xem hướng dẫn làm tương tự câu 6.11 6.14 Chọn: C Hướng dẫn: Dùng định luật khúc xạ hai mặt hai mặt song song 6.15 Chọn: A CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 14 01689.996.187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: Hướng dẫn: Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng kết hợp giải hình học phẳng 6.16 Chọn: B Hướng dẫn: Áp dụng công thức ảnh điểm sáng qua hai mặt song song ánh sáng truyền gần vuông góc với bề mặt hai SS’ = e 1 −   n 6.17 Chọn: C Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 6.16 45 Phản xạ toàn phần 6.18 Chọn: D Hướng dẫn: Góc giới hạn phản xạ toàn phần xác định theo công thức sin i gh = n 6.19 Chọn: C Hướng dẫn: Khi chùm tia sáng phản xạ toàn phần mặt phân cách hai môi trường cường độ sáng chùm khúc xạ bị triệt tiêu 6.20 Chọn: B Hướng dẫn: Khi tia sáng từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ có có tia khúc xạ có tia khúc xạ 6.21 Chọn: B Hướng dẫn: Góc giới hạn phản xạ toàn phần xác định theo công thức sin i gh = n 6.22 Chọn: A Hướng dẫn: - Góc giới hạn phản xạ toàn phần xác định theo công thức sin i gh = n2 n1 - Điều kiện để có tia khúc xạ i ≤ igh 6.23 Chọn: C Hướng dẫn: - Góc giới hạn phản xạ toàn phần xác định theo công thức sin i gh = n - Điều kiện để tia khúc xạ i ≥ igh 6.24 Chọn: A Hướng dẫn: Ảnh A’ đầu A đinh OA cách mặt nước khoảng lớn tia sáng từ đầu A tới mặt nước qua mép miếng gỗ Khi ánh sáng truyền từ nước không khí, gọi góc nằm nước r, góc nằm không khí i, ta tính OA’max = R.tan(900- i), với sini = n.sinr, tanr = R/OA Suy OA’max = 3,64 (cm) 6.25 Chọn: B CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 15 01689.996.187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: Hướng dẫn: Mắt đặt không khí, để mắt không thấy đầu A ánh sáng phát từ đầu A tới mặt nước gần mép miếng gỗ xảy tượng phản xạ toàn phần Khi r = igh với sin i gh = ta tính OA = R/tanr = 3,53 (cm) n 46 Bài tập khúc xạ ánh sáng phản xạ toàn phần 6.26 Chọn: B Hướng dẫn: Xem hướn dẫn làm tương tự câu 6.25 6.27 Chọn: D Hướng dẫn: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng sin i = n với n = 4/3, i = 450, ta tính r sin r = 3202’ suy góc hợp tia khúc xạ tia tới i – r = 12058’ 6.28 Chọn: C Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 6.11 6.29 Chọn: B Hướng dẫn: Ánh sáng truyền từ mắt nằm không khí vào nước, bị gương phản xạ sau lạ truyền từ nước không khí Ta coi hệ quang học bao gồm: LCP (không khí – nước) + Gương phẳng + LCP (nước – không khí) Giải toán qua hệ quang học ta kết CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 16 [...]... tia sáng phản xạ toàn phần thì không có chùm tia khúc xạ D Khi có sự phản xạ toàn phần, cường độ sáng của chùm phản xạ gần như bằng cường độ sáng của chùm sáng tới Chọn: B Hướng dẫn: Khi tia sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì có khi có tia khúc xạ và có khi không có tia khúc xạ 6. 21 Khi ánh sáng đi từ nước (n = 4/3) sang không khí, góc giới hạn phản xạ toàn. .. phản xạ toàn phần được xác định theo công thức sin i gh = n2 n1 - Điều kiện để có tia khúc xạ là i ≤ igh 6. 23 Cho một tia sáng đi từ nước (n = 4/3) ra không khí Sự phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới: A i < 490 B i > 420 C i > 490 D i > 430 Chọn: C Hướng dẫn: - Góc giới hạn phản xạ toàn phần được xác định theo công thức sin i gh = CHUYÊN ĐỀ 6 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 1 n 11 0 168 9.9 96. 187... một phần tia sáng bị khúc xạ, một phần bị phản xạ 6. 6 Chọn: A Hướng dẫn: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường truyền ánh sáng luôn lớn hơn 1 6. 7 Chọn: C Hướng dẫn: - Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng, tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau ta có r + i’ = 900 hay là r + i = 900 - Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: sin i n 2 sin i n ↔ = = 2 ↔tani = n21 = n 0 sin r n 1 sin(90 − i) n1 6. 8 Chọn:... nước và đi gần mép của miếng gỗ sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần Khi đó r = igh với sin i gh = 1 ta tính được OA = R/tanr = 3,53 (cm) n 46 Bài tập về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần 6. 26 Chọn: B Hướng dẫn: Xem hướn dẫn và làm tương tự câu 6. 25 6. 27 Chọn: D Hướng dẫn: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng sin i = n với n = 4/3, i = 450, ta tính được r sin r = 3202’ suy ra góc hợp bởi tia khúc xạ. .. thức lưỡng chất phẳng khi ánh sáng đi từ môi trường n ra không khí d' 1 = suy ra d’ = 0,9 (m) d n 6. 12 Chọn: C Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 6. 11 6. 13 Chọn: B Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 6. 11 6. 14 Chọn: C Hướng dẫn: Dùng định luật khúc xạ tại hai mặt của bản hai mặt song song 6. 15 Chọn: A CHUYÊN ĐỀ 6 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 14 0 168 9.9 96. 187 http://lophocthem.com... 450 Góc hợp bởi tia khúc xạ và tia tới là: A D = B D = 450 C D = D D = 25032’ 70032’ 12058’ Chọn: D CHUYÊN ĐỀ 6 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 12 0 168 9.9 96. 187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Hướng dẫn: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng Phone: sin i = n với n = 4/3, i = 450, ta tính được r sin r = 3202’ suy ra góc hợp bởi tia khúc xạ và tia tới là i – r = 12058’ 6. 28 Một chậu nước chứa... luật khúc xạ ánh sáng và kết hợp giải hình học phẳng 6. 16 Chọn: B Hướng dẫn: Áp dụng công thức ảnh của một điểm sáng qua bản hai mặt song song khi ánh 1 sáng truyền gần như vuông góc với bề mặt của hai bản SS’ = e 1 −   n 6. 17 Chọn: C Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 6. 16 45 Phản xạ toàn phần 6. 18 Chọn: D Hướng dẫn: Góc giới hạn phản xạ toàn phần được xác định theo công thức sin i gh = 1 n 6. 19 Chọn:... một chùm tia sáng phản xạ toàn phần tại mặt phân cách giữa hai môi trường thì cường độ sáng của chùm khúc xạ bị triệt tiêu 6. 20 Chọn: B Hướng dẫn: Khi tia sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì có khi có tia khúc xạ và có khi không có tia khúc xạ 6. 21 Chọn: B Hướng dẫn: Góc giới hạn phản xạ toàn phần được xác định theo công thức sin i gh = 1 n 6. 22 Chọn: A... gỗ Khi ánh sáng truyền từ nước ra không khí, gọi góc nằm trong nước là r, góc nằm ngoài không khí là i, ta tính được OA’max = R.tan(900- i), với sini = n.sinr, tanr = R/OA Suy ra OA’max = 3 ,64 (cm) 6. 25 Chọn: B CHUYÊN ĐỀ 6 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 15 0 168 9.9 96. 187 http://lophocthem.com vuhoangbg@gmail.com Phone: Hướng dẫn: Mắt đặt trong không khí, để mắt không thấy đầu A thì ánh sáng phát... (cm) n 46 Bài tập về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần 6. 26 Một ngọn đèn nhỏ S đặt ở đáy một bể nước (n = 4/3), độ cao mực nước h = 60 (cm) Bán kính r bé nhất của tấm gỗ tròn nổi trên mặt nước sao cho không một tia sáng nào từ S lọt ra ngoài không khí là: A r = 49 B r = 53 C r = 55 D r = 51 (cm) (cm) (cm) (cm) Chọn: B Hướng dẫn: Xem hướn dẫn và làm tương tự câu 6. 25 6. 27 Chiếu một chùm tia sáng song ... truyền ánh sáng môi trường nhỏ vận tốc truyền ánh sáng chân không lần PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Hiện tượng phản xạ toàn phần Hiện tượng phản xạ toàn phần tượng mà tồn tia phản xạ mà tia khúc xạ + Phản xạ toàn. .. dẫn câu 6.1 6 Phản xạ toàn phần 6.1 8 Phát biểu sau không đúng? A Khi có phản xạ toàn phần toàn ánh sáng phản xạ trở lại môi trường ban đầu chứa chùm tia sáng tới B Phản xạ toàn phần xảy ánh 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 D B C Chọn: C CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG - PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 10