Đang tải... (xem toàn văn)
tam giác cân có góc chiết quang 45 o. Một tia tới lăng kính dưới góc 45 o và ló ra khỏi lăng kính. Vẽ đường truyền của tia sáng và tính góc lệch. Tính chiết suất. Chiếu một tia sáng đơn[r]
(1)CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG BÀI 26: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I/ SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1/ Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Khúc xạ ánh sáng tượng phương (gãy) cảu tia sáng truyền góc qua hai mơi trường khác
2/ Định luật khúc xạ ánh sáng
a) Hình ảnh minh họa
SI: IR: N’IN: IS’: i : r : i’ = i : b) Phát biểu định luật:
- Tia nằm mặt phẳng (tạo tia tới pháp tuyến) pháp tuyến so với
- Với hai môi trường định, tỉ số (sini) (sinr)
II/ CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG 1/ Chiết suất tỉ đối
21 sin s inr
i n
gọi chiết suất tỉ đối môi trường (2) môi trường (1)
- Nếu n21 > sini sinr i r tia khúc xạ bị lệch pháp tuyến môi trường (2) môi trường (1)
- Nếu n21 < sini sinr i r tia khúc xạ bị lệch pháp tuyến môi trường (2) môi trường (1)
2/ Chiết suất tuyệt đối
Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt chiết suất) môi trường chiết suất mơi trường
Vậy: 21
1
n n
n
(2)III/ TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG
Ánh sáng truyền theo truyền theo đường
BÀI TẬP
1/ Chiếu tia sáng từ nước khơng khí Tính góc khúc xạ, biết góc tới :
a/ 300 b/ 450 c/ 600
Cho chiết suất nước 4/3
ÑS : a/ 41050’; b/ 70030’; c/ tia khúc xạ
2/ Chiếu tia sáng đơn sắc từ khơng khí đến mơi trường suốt có chiết suất n, người
ta đo góc khúc xạ 30o góc hợp tia phản xạ với tia khúc xạ 90o Tính góc tới
i chiết suất n mơi trường
ĐS : 60o ;
3/ Một cọc nằm thẳng đứng môt bể rộng, đáy nằm ngang, chứa đầy nước Phần cọc
nhô mặt nước dài 0,6m Bóng cọc mặt nước dài 0,8m; đáy bể bể dài 1,7m Tính chiều sâu bể nước Chiết suất nước 4/3
ÑS : 1,2m
4/ Một thước cắm thẳng đứng vào bình nước có đáy phẳng, ngang Chếch có
ngọn đèn Bóng thước mặt nước dài cm đáy dài cm Cho chiết suất nước 4/3 Biết chiều sâu nước bình 6,4 cm Tính phần thước nhơ lên khỏi mặt nước ĐS: cm
5/ Một gậy dài 2m cắm thẳng đứng đáy hồ Gậy nhô lên khỏi mặt nước 0,5m Ánh sáng mặt
trời chiếu xuống hồ theo phương hợp với mặt nước góc 30o Tìm chiều dài bóng
gậy in đáy hồ Cho chiết suất n = 4/3
ĐS: 2,14m
6/(NC) Một người quan sát sỏi coi điểm sáng S đáy bể nước có
độ sâu h, theo phương vng góc với mặt nước Người thấy hịn sỏi nâng lên gần mặt nước theo phương thẳng đứng đến điểm S’
a/ Hãy chứng minh công thức sau độ nâng : SS’= h ( 1- 1/n) , n chiết suất nước
b/ Biết khoảng cách từ S’ đến mặt nước 60cm Tính chiều sâu bể nước Cho n =4/3
(3)BÀI 27: PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
I/ SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG VÀO MƠI TRƯỜNG CHIẾT QUANG KÉM HƠN 1/ Thí nghiệm
Chiếu chùm tia sáng hẹp từ suốt vào Thay đổi độ nghiêng chùm .(thay đổi i) qua sát chùm tia không khí
Góc tới Chùm tia khúc xạ Chùm tia phản xạ
i nhỏ
i = igh
i > igh
2/ Góc giới hạn phản xạ tồn phần
+ Vì n1 > n2 => r > i
+ Khi i tăng r tăng (r > i) Khi r đạt giá trị cực đại 900 i đạt giá trị i
gh gọi góc giới hạn
phản xạ tồn phần + Ta có:
+ Với i > igh khơng tìm thấy r, nghĩa khơng có , tồn tia sáng bị phản xạ
ở mặt phân cách Đó tượng
II/ HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 1/ Định Nghĩa
Phản xạ toàn phần tượng ánh sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suốt
(4)III/ ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN: CÁP QUANG 1/ Cấu tạo
Cáp quang bó sợi quang Mỗi sợi quang sợi dây suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần
Sợi quang gồm hai phần chính:
+ Phần lỏi suốt thủy tinh siêu sach có chiết suất lớn (n1)
+ Phần vỏ bọc suốt, thủy tinh có chiết suất n2 < n1
Ngoài lớp vỏ bọc nhựa dẻo để tạo cho cáp có độ bền độ dai học
2/ Công dụng
Cáp quang ứng dụng vào việc truyền thông tin với ưu điểm: + Dung lượng tín hiệu lớn
+ Khơng bị nhiễu bở xạ điện từ bên + Khơng có rủi ro cháy (vì khơng có dịng điện) Cáp quang dùng để nội soi y học
BÀI TẬP
Một môi trường suốt thứ có chiết suất 1,5 ngăn cách với mơi trường suốt thứ hai có chiết suất 1,33 mặt phẳng
a/ Khi tia sáng từ môi trường thứ sang môi trường thứ hai góc giới hạn phản xạ tồn phần tia sáng mặt phân cách bao nhiêu?
(5)CHƯƠNG VII: MẮT – CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC BÀI 28: LĂNG KÍNH
I/CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH
Lăng kính khối chất , (thủy tinh, nhựa ) thường có dạng
Về phương diện quang học, Một lăng kính đặc trưng bởi: + +
II/ ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH
1 Tác dụng tán sắc ánh sáng trắng
Chùm ánh sáng trắng qua lăng kính bị phân tích thành nhiều chùm sáng đơn sắc khác Đó ánh sáng
2 Đường truyền tia sáng qua lăng kính
Chiếu đến mặt bên lăng kính chùm sáng hẹp đơn sắc SI + Tại I: tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến, nghĩa lệch phía đáy lăng kính
+ Tại J: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến, tức lệch phía đáy lăng kính
Vậy, có tia ló khỏi lăng kính tia ló lệch .của lăng kính so với tia tới
Góc tạo tia ló tia tới gọi D tia sáng truyền qua lăng kính
III/ CÁC CƠNG THỨC LĂNG KÍNH
1/ Cơng thức tổng quát
2/ Trường hợp góc nhỏ
(6)3/ Góc lệch cực tiểu
IV/ CƠNG DỤNG CỦA LĂNG KÍNH 1 Máy quang phổ
Lăng kính phận máy quang phổ
Máy quang phổ phân tích ánh sáng từ nguồn phát thành thành phần đơn sắc, nhờ xác định cấu tạo nguồn sáng
2 Lăng kính phản xạ tồn phần
Lăng kính phản xạ tồn phần lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng tam giác vng cân Lăng kính phản xạ toàn phần sử dụng để tạo ảnh thuận chiều (ống nhịm, máy ảnh, …)
BÀI TỐN
1/ Một lăng kính làm thủy tinh có chiết suất 2 đặt khơng khí, tiết diện
tam giác cân có góc chiết quang 30o Vẽ đường tia sáng đơn sắc SI tới vng góc với mặt
AB xác định góc lệch
2/ Một lăng kính làm thủy tinh có chiết suất 2 đặt khơng khí, tiết diện
tam giác cân có góc chiết quang 45o Một tia tới lăng kính góc 45o ló khỏi lăng kính
Vẽ đường truyền tia sáng tính góc lệch
3/ Một lăng kính có góc A = 60o khơng khí Có góc lệch cưc tiểu Dm = 30o Tính chiết suất
4/ Một lăng kính có tiết diện thẳng tam giác ABC, góc chiết quang A = 60o, chiết suất n = 3,
đặt khơng khí Chiếu tia sáng đơn sắc nằm tiết diện thẳng ABC lăng kính vào mặt bên thứ cho có tia ló khỏi mặt bên thứ hai Biết góc lệch tia ló tia tới nhỏ Tính góc tới i góc lệch D
5/ Lăng kính có chiết suất n = 1,5 góc chiết quang A = 30o Một chùm tia sáng hẹp, đơn sắc
chiếu vng góc đến mặt trước lăng kính a/ Tính góc ló góc lệch chùm tia sáng
b/ Giữ chùm tia tới cố định, thay lăng kính lăng kính kích thước có chiết suất n’ n, chùm tia ló sát mặt sau lăng kính Tính n’
c/ Nếu điều kiện câu b, lăng kính thay có chiết suất lăng kính cho có góc chiết quang A’ A A’ có giá trị nào? Cho chùm tia ló sát mặt sau 6/ Lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng tam giác cân ABC đỉnh A Một tia sáng đơn sắc
chiếu vng góc tới mặt bên AB Sau hai lần phản xạ toàn phần hai mặt AC AB, tia sáng ló khỏi đáy BC theo phương vng góc với BC
a) Tính góc chiết quang A lăng kính