Bài 26. Khúc xạ ánh sáng

Bài 26. Khúc xạ ánh sáng tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kin...

Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 1 CHƯƠNG VI CHƯƠNG VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Các định luật cơ bản của quang hình học: Các định luật cơ bản của quang hình học: - Định luật truyền thẳng ánh sáng. Định luật truyền thẳng ánh sáng. - Định luật phản xạ ánh sáng. Định luật phản xạ ánh sáng. - Định luật khúc xạ ánh sáng Định luật khúc xạ ánh sáng Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 2 Willebrord Snell (1580 – 1626) René Descartes (1596-1650) Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 3 Tiết Tiết 51 51 Sự khúc xạ ánh sáng Sự khúc xạ ánh sáng • I. Sự khúc xạ ánh sáng. I. Sự khúc xạ ánh sáng. 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. 2. Định luật khúc xạ ánh sáng. 2. Định luật khúc xạ ánh sáng. • II. Chiết suất của môi trường. II. Chiết suất của môi trường. 1. Chiết suất tỉ đối. 1. Chiết suất tỉ đối. 2. Chiết suất tuyệt đối. 2. Chiết suất tuyệt đối. • III. Tính thuận nghịch của chiều truyền as III. Tính thuận nghịch của chiều truyền as Nội dung bài học Nội dung bài học Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 4 I. Sự khúc xạ ánh sáng. 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. a. Thí nghiệm. - Thí nghiệm với cặp môi trường: không khí - nước - Thí nghiệm với cặp môi trường: không khí - thuỷ tinh Tia sáng bị gãy khúc ở ngay mặt phân cách giữa hai môi trường hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Nhận xét: Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương(gãy khúc) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau b. Định nghĩa. S’ 2 1 I i’i N N’ r R S Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 5 2. Định luật khúc xạ ánh sáng. a. Thiết lập. + SI: Tia tới + I: điểm tới + N’IN: Pháp tuyến với mặt phân cách tại I + IR: Tia khúc xạ + i: góc tới, r: góc khúc xạ + mặt phẳng chứa (SI;IN) gọi là mặt phẳng tới N N’ R I S i r 1 2 Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 6 i (độ) r(độ) sini sinr 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 6,5 13 19,5 25,5 31 35 39 41,5 0 0,174 0,342 0,500 0,643 0,766 0,866 0,940 0,985 0 0,113 0,225 0,334 0,431 0,515 0,574 0,629 0,663 Bảng 26.1 SGK Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc sinr theo sini . . . . . . . . 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,80,2 0,4 0,6 1 sin i sin r O Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 7 - Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới - Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi b. Nội dung định luật. = rsin isin Hằng số S’ 2 1 I i’i N N’ r R S Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 8 II. Chiết suất của môi trường . 1. Chiết suất tỉ đối. 21 n rsin isin = Tỉ số không đổi sini/sinr được gọi là chiết suất tỉ đối n 21 của môi trường (2) (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường (1) (chứa tia tới) Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 9 II. Chiết suất của môi trường . 1. Chiết suất tỉ đối. 21 n rsin isin = - Nếu n21 > 1 thì r < i : Môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1 - Nếu n21 < 1 thì r > i : Môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1 2 1 I i r R S n 21 >1 2 1 I i r R S n 21 <1 Phạm Hiển Khúc xạ ánh sáng-THPT NG 10 2. Chiết suất tuyệt đối. a. Định nghĩa. - Mọi môi trường trong suốt đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1. Chiết suất tuyệt đối (hay chiết suất n) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. 1 GII THIU PHN HAI: QUANG HèNH HC Quang hỡnh hc nghiờn cu s truyn ỏnh sỏng qua cỏc mụi trng sut v s to nh phng phỏp hỡnh hc.T ú, ngi ta ch to nhiu dng c quang cn thit cho khoa hc v i sng TP H Chớ Minh vi ỏnh sỏng rc r L hi Cho nm mi 2008 Nhc nc Cu M Thun Cựng v trớ t mt: Hỡnh 1,khi cha cú nc chộn ta khụng thy u cỏi thỡa Hỡnh nc vo chộn, ta nhỡn thy c u cỏi thỡa Hin tng ny c gii thớch nh th no? õy l ta s nghiờn cu chng ny Tiết 51 10 - Truyền thẳng ánh sáng: ánh sáng truyền theo hớng A B B A B Hay tính thuận nghịch truyền ánh sáng: n12 = n 21 34 III.Tớnh thun nghch ca s truyn ỏnh sỏng: A/s truyền theo đờng truyền ngợc lại theo đờng n12 = n 21 35 Bi vớ d: Theo bi: i+ r = 900 Suy ra: i + r = 900 LKXAS: n.Sini = Sinr suy ra: n = Sinr / Sini = tanr = 1.73 vỡ Sini = Cosr P N R r I n i S i S N' 36 Chiết suất số môi tr ờng (200C) Chất chiết rắn 26.2 suất Bảng Kim cơng 2,419 Nớc đá 1,309 Chất rắn chiết suất Muối ăn Hổ phách 1,544 1,546 Chất lỏng chiết suất Chất lỏng chiết suất Nớc Chất khí 1,333 chiết suất Rợu êtilic Chất khí 1,361 chiết suất 37 Nu khụng bit hin tng khỳc x, h thng c lng nhm sõu ca nc c bit l cỏc em nh cn lu ý bi , vỡ qua mt ca chỳng ta ỏy sụng h, sui, b bi hỡnh nh nụng hn 1/3 sõu thc ca nú Nu tin vo sõu ú cú th s gp nguy him 38 39 CNG C: I Sự khúc xạ ánh sáng: 1.Hiện tợng khúc xạ ánh sáng: Khúc xạ ánh sáng tợng lệch phơng (gãy) tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trờng suốt khác 40 2.Định luật khúc xạ ánh sáng: Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới phía bên pháp tuyến so với tia tới Với hai môi trờng suất sin i định: = hs sin r hay n1.sin i = n sin r 41 II.Chit sut ca mụi trng: 1.Chiết suất tỉ sin đối: i sin r = n 21 2.Chiết suất tuyệt đối: - Chiết suất tuyệt đối (chiết suất) môi trờng chiết suất tỉ đối môi trờng so với chân n không n = 21 n 42 III.Tớnh thun nghch ca s truyn ỏnh sỏng: A/s truyền theo đờng truyền ngợc lại theo đờng n12 = n 21 43 A Hin tng khỳc x luụn xy ỏnh sỏng truyn t mụi trng sut ny sang mụi trng sut khỏc B C hin tng khỳc x gúc ti bộ, gúc khỳc x t l vi gúc ti Sini hin tng khỳc x t s Sinr mụi trng D luụn ph thuc vi bn cht hai Tia khỳc x v tia phn x cú mt c im chung 44 Cõu : Chn cõu ỳng nht núi v chit sut t i gia mụi trng T&KX A Bng hiu s gia chit sut tuyt i ca hai mụi trng ú B Bng t s gia chit sut tuyt i ca hai mụi trng ú C Luụn ln hn D Luụn nh hn 45 Cõu : Chn cõu ỳng nht núi v chit sut tuyt i ca mt mụi trng vt cht A =0 B =1 C > D < 46 Cõu : Chn nhng hỡnh sai (1) (2) (1) (2) a A B b n1>n2 (1) (2) c n1 i + r = 90 0 Theo định luật khúc xạ : n i S n sin i = sin r sin r ⇒n = sin i Vì sin i = cos r nên n = tan r = tan 600 = 1,73 r i’ R CHÀO TẠM BIỆT ! CHÚC CÁC BẠN HỌC TỐT Kính chào quí thầy cô cùng các em học sinh Trong thực tế chúng ta thường thấy một số hiện tượng rất lí thú có liên quan đến ánh sáng và sự truyền ánh sáng. Chẳng hạn như các hiện tượng sau: Màu sắc rất đẹp trên màng bong bóng xà phòng Đèn trang trí dùng các sợi quang Cầu vồng Để có thể giải thích được các hiện tượng này và một số hiện tượng khác liên quan đến ánh sáng; đồng thời biết được các ứng dụng của chúng trong đời sống, chúng ta sẽ nghiên cứu sang một phần khác của chương trình đó là phần quang hình học. Màu sắc rất đẹp trên màng bong bóng xà phòng Đèn trang trí dùng các sợi quang Cầu vồng Trường THPT Bùi Thị Xuân – Mũi Né – Phan Thiết – Bình Thuận VẬT LÝ 11 CƠ BẢN Chương VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Chương VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Phần hai QUANG HÌNH HỌC Bài 25 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG NỘI DUNG NỘI DUNG  I. Sự khúc xạ ánh sáng I. Sự khúc xạ ánh sáng 1.Hiện tượng khúc xạ ánh sáng 2. Đònh luật khúc xạ ánh sáng  II. Chiết suất của môi trường II. Chiết suất của môi trường  III. Tính thuận nghòch của chiều truyền III. Tính thuận nghòch của chiều truyền ánh sáng ánh sáng 1. Chiết suất tỉ đối 2. Chiết suất tuyệt đối NỘI DUNG NỘI DUNG I. SỰ KHÚC I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH XẠ ÁNH SÁNG SÁNG 1.Hiện tượng 1.Hiện tượng khúc xạ ánh khúc xạ ánh sáng sáng Hãy quan sát cái ống hút để trong li nước Và cho nhận xét ? Ta thấy cái ống trong li hình như bò gãy ở mặt nước. NỘI DUNG NỘI DUNG I. SỰ KHÚC I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH XẠ ÁNH SÁNG SÁNG 1.Hiện tượng 1.Hiện tượng khúc xạ ánh khúc xạ ánh sáng sáng (1) (2) Cái ống hút như bò gãy ở mặt nước do hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Vậy khúc xạ ánh sáng là gì? Hãy xem thí nghiệm sau: Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau. Quan sát và nêu hiện tượng ? NỘI DUNG NỘI DUNG Hãy nhắc lại khái niệm mặt phẵng tới đã học ở THCS ? I. SỰ KHÚC I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH XẠ ÁNH SÁNG SÁNG 1.Hiện tượng 1.Hiện tượng khúc xạ ánh khúc xạ ánh sáng sáng 2. Đònh 2. Đònh luật khúc luật khúc xạ ánh xạ ánh sáng sáng 1 2 S I + SI :tia tới ; I :điểm tới. N’ N + N’IN :pháp tuyến với mặt phân cách tại I. i + i :góc tới R + IR :tia khúc xạ r + r :góc khúc xạ S’ i’ + IS’ tia phản xạ; i’ góc phản xạ Thí nghiệm cho thấy tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới. NỘI DUNG NỘI DUNG Khi i thay đổi thì r thay đổi. Sự thay đổi này có tuân theo quy luật nào không ? ! Chúng ta khảo sát bằng thực nghiệm: I. SỰ KHÚC I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH XẠ ÁNH SÁNG SÁNG 1.Hiện tượng 1.Hiện tượng khúc xạ ánh khúc xạ ánh sáng sáng 2. Đònh 2. Đònh luật khúc luật khúc xạ ánh xạ ánh sáng sáng i r 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 80 70 60 50 40 30 20 10 1 2 S I N’ N R NỘI DUNG NỘI DUNG I. SỰ KHÚC I. SỰ KHÚC XẠ ÁNH XẠ ÁNH SÁNG SÁNG 1.Hiện tượng 1.Hiện tượng khúc xạ ánh khúc xạ ánh sáng sáng 2. Đònh 2. Đònh luật khúc luật khúc xạ ... r sini/sinr 300 200 1,462 450 290 1,458 600 360 1,473 20 2.Định luật khúc xạ ánh sáng: Kết quả: Gúc ti thay i thỡ góc khúc xạ thay đổi sin i = hs sin r Vi hai mụi trng Hóy phỏt biu ni dung nh... sỏng? gúc ta ti(sini) siniu gúc khỳc rỳt v c gỡ ? x(sinr) luụn khụng i 21 2.Định luật khúc xạ ánh sáng: -Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới(tạo tia tới pháp tuyến) phía bên pháp tuyến so với tia tới S... phn x: SIN(i) phng ti v bờn phỏp -Mt phng ti : (P) khỳc x tuyn so vi tia ti 18 2.Định luật khúc xạ ánh sáng: b Thớ nghim: Dụng cụ: Đèn chiếu, khối nhựa bán trụ suốt, thớc đo độ, bảng từ, biến