Bài tâp tự luận "Khúc xạ ánh sáng"

tinh biết thủy tinh chiết quang hơn nước. Một phần của ánh sáng bị phản xạ, một phần bị khúc xạ. Tính góc hợp bởi tia phản xạ và tia khúc xạ. Một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất[r]

Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056

QUANG HÌNH Năm học 2014 - 2015

Người soạn: Thầy NGUYỄN VĂN DÂN

-

Chủ đề 1: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN 1 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

 Định luật khúc xạ ánh sáng: n sini  n sinr2

 Góc lệch: D = i – r

 Chiết suất môi trường: n c v  c = 3.108 m/s: vận tốc ánh sáng;

v: vận tốc ánh sáng môi trường (m/s)

2 HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Khi ánh sáng từ mơi trường có chiết suất n1 > n2 - Tìm igh:

1

sinigh n igh

n

 

- So sánh góc tới i với góc giới hạn igh

+ i ≥ igh xảy tượng phản xạ toàn phần + i < igh xảy tượng khúc xạ

3 CÁC DỤNG CỤ KHÚC XẠ

a.Về Lưỡng chất phẳng nên nhớ là: anh kx vat toi

d n

d n

dảnh: khoảng cách từ ảnh đến mặt nước; dvật: khoảng cách từ vật đến mặt nước

b Về mặt song song: Độ dời ngang tia sáng sin( )

cos

i r

d e

r  

Độ dịch chuyển vật ảnh e(1 n')

n

   n: chiết suất chất làm mặt //

n’: chiết suất môi trường chứa mặt //

Bài 1. Cho chiết suất thủy tinh n Tính góc khúc xạ tia sáng với góc tới 300 tia sáng truyền từ thủy tinh vào khơng khí.

ÑS: 450

Bài 2. Một chậu thủy tinh nằm ngang chứa lớp nước dày có chiết suất 4/3 Một tia sáng SI chiếu tới mặt nước với góc tới 450 Tính góc lệch tia khúc xạ tia tới

ÑS: 130

Bài Một khối bán trụ có chiết suất n = 1,41 Một chùm tia sáng hẹp tới mặt phân cách khơng khí - bán

Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056

Bài Tia sáng từ thủy tinh có chiết suất n13 sang nước có chiết suất n24 Tính: a Góc khúc xạ góc tới 300

b Góc khúc xạ góc tới 700

ÑS: a 34014'; b Khơng tính r i = 700 > igh = 62044’

Bài Chiếu tia sáng từ khơng khí vào khối thuỷ tinh chiết suất 1,52 Tính góc tới, biết góc khúc xạ 250 ÑS: 400

Bài 6. Tia sáng từ thuỷ tinh n1 = 1,5 đến mặt phân cách với nước n2 = 4/3 Xác định góc tới i để khơng có tia khúc xạ nước

ÑS: 620

Bài Một khối bán trụ có chiết suất n = 1,41 đặt khơng khí Một chùm tia sáng hẹp tới mặt phân

cách bán trụ - khơng khí với góc tới 600 Hiện tượng phản xạ tồn phần có xảy mặt phân cách? ÑS: 600 > 450

Bài Góc giới hạn thủy tinh nước 480, chiết suất nước 4/3 Tìm chiết suất thủy

tinh biết thủy tinh chiết quang nước

ÑS: 1,79

Bài 9. Một tia sáng truyền từ khơng khí vào khối thủy tinh có chiết suất n góc tới 600 Một phần ánh sáng bị phản xạ, phần bị khúc xạ Tính góc hợp tia phản xạ tia khúc xạ

ÑS: 82015’

Bài 10. Một tia sáng từ mơi trường có chiết suất n đến mặt phân cách mơi trường với khơng khí với góc tới 33,70 Khi tia phản xạ khúc xạ vng góc Tính n

ĐS: 1,5

Bài 11. 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 khí phía

ĐS: a n= ; b ax 54 44 '

o m



 

Bài 12 Khi tia sáng từ môi trường (1) sang mơi trường (2) với góc tới 70 góc khúc xạ 50 Khi góc tới 450 góc khúc xạ bao nhiêu?

Đs: 300

Bài 13: Một tia sáng từ khơng khí vào nước có chiết suất n = 4/3 góc tới i = 300 a Tính góc khúc xạ

b Tính góc lệch D tạo tia khúc xạ tia tới

ĐS: 220, 80 Bai 14 Một tia sáng từ nước (n1 = 4/3) vào thủy tinh (n2 = 1,5) với góc tới 350 Tính góc khúc xạ

ÑS : 30,60

Bài 15: Một gậy cắm thẳng đứng xuống đáy hồ sâu 1,5m Phần gậy nhô lên khỏi mặt nước 0,5m

Ánh sáng mặt trời chiếu xuống hồ theo phương hợp với pháp tuyến mặt nước góc 600 Tính chiều dài bóng gậy mặt nước đáy hồ?

ĐS: 0,85m 2,11m

Bài 16 Đối với ánh sáng đơn sắc, chiết suất tuyết đối nước 4/3, chiết suất tỉ đối

thủy tinh nước 9/8 Cho biết vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s Hãy tính vận tốc cùa ánh sáng thủy tinh

Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056

Bài 17: Một máng nước sâu 30 cm, rộng 40 cm có hai thành bên thẳng đứng Đúng lúc máng cạn nước bóng râm thành A kéo đến thành B đối diện Người ta đổ nước vào máng đến độ cao h bóng thành A giảm cm so với trước n = 4/3 Hãy tính h, vẽ tia sáng giới hạn bóng râm thành máng có nước?

ĐS: h = 12 cm

Bài 18: Ba môi trường suốt (1),(2),(3) đặt tiếp giáp nhau.Với góc tới i = 600;nếu ánh

sáng truyền từ (1) vào (2) góc khúc xạ 450;nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (3) góc khúc xạ 300.Hỏi ánh sáng truyền từ (2) vào (3) với góc tới i góc khúc xạ bao nhiêu?

ĐS: r3=380

Bài 19: Một chậu miệng rộng có đáy nằm ngang chứa chất lỏng suốt đến độ cao h = 5,2 cm Ở đáy

chậu có nguồn sáng nhỏ S Một nhựa mỏng hình trịn tâm O bán kính R = 4cm mặt chất lỏng mà tâm O đường

thẳng đứng qua S Tính chiết suất n chất lỏng, biết phải đặt mắt sát mặt chất lỏng thấy ảnh S

ĐS: n= 1,64

Bài 20: Có ba mơi trường suốt.Với góc tới i: tia sáng truyền từ (1) vào (2) góc khúc xạ

là 300, truyền từ (1) vào (3) thù góc khúc xạ 450 Hãy tính góc giới hạn phản xạ toàn phần mặt phân cách (2) (3):

ĐS:igh=450

Bài 21: Một đèn nhỏ S nằm đáy bể nước nhỏ, sâu 20cm Hỏi phải thả mặt nước

một gỗ mỏng có vị,trí hình dạng kích thước nhỏ để vừa vặn khơng có tia sáng đèn lọt qua mặt thoáng nước? Chiết suất nước 4/3

ĐS:Tấm gỗ hình trịn,tâm nằm đường thẳng đứng qua S, bán kính R=22,7cm

Bài 22: Một đĩa gỗ bán kính R = cm mặt nước Tâm đĩa có cắm kim thẳng đứng Dù mắt

đặt đâu mặt thống nước khơng nhìn thấy kim Tính chiều dài tối đa kim ĐS:4,4cm

Bài 23: Nước chậu cao 40cm, chiết suất 4/3 Trên nước lớp dầu cao 30 cm, chiết suất n =1,5 Mắt

đặt khơng khí, cách mặt lớp dầu 50 cm thấy đáy chậu cách bao nhiêu?

ĐS: 100cm

Bài 24: Mắt người cá cách mặt nước 60cm, nằm mặt phẳng vng góc với mặt nước Cho n = 4/3 Hỏi nguời thấy cá cách bao xa cá thấy người cách bao xa?

 ĐS:105cm 140cm

Bài 25: Một đồng xu S nằm đáy chậu nước, cách mặt nước 40 cm Một người nhìn thấy

đồng xu từ ngồi khơng khí, theo phương thẳng đứng Tính khoảng cách từ ảnh S’ đồng xu S tới mặt nước Chiết suất nước n = 4/3

 ĐS:30cm

Bài 26: Cho hai mặt song song thủy tinh có bề dày e = 3,5 cm, chiết suất n1 = 1,4 Tính

khoảng cách vật - ảnh trường hợp: a) Vật AB đặt khơng khí

b) Vật AB đặt chất lỏng có chiết suất n2 = 1,6

ĐS:1 cm ; 0,5cm

Bài 27: Một tia sáng gặp mặt song song với góc tới i = 600 Bản mặt làm băng thuỷ tinh có chiết xuất n = 1,5, độ dày e = 5cm đạt khơng khí Tính độ dời ngang tia ló so với tia tới

ĐS: 0,5 cm

Bài 28: Một mặt song song có bề dày d = cm, chiết suất n = 1,5 Tính độ dời điểm sáng nhìn qua mặt // theo phương vng góc với hai mặt phẳng giới hạn trường hợp

a) mặt // điểm sáng nằm khơng khí;

b) mặt // điểm sáng đặt nước có chiết xuất n = 4/3 ĐS: cm; cm

A B

S °

Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056

Bài 29: Một tia sáng từ khơng khí tới gặp thủy tinh phẳng suốt với góc tới i mà sini = 0,8 cho tia phản xạ khúc xạ vuông góc với

a.Tính vận tốc ánh sáng thủy tinh

b.Tính độ dời ngang tia sáng ló so với phương tia tới Biết bề dày e = cm

ĐS: 225000 km/s 1,73 cm

Bài 30: Một khối thủy tinh P có chiết suất n = 1,5,tiết diện thẳng tam giác ABC vng góc B

Chiếu vng góc tới mặt AB chùm sáng // SI

a Khối thủy tinh P khơng khí.Tính góc D làm tia tới tia ló

b. Tính lại góc D khối P nước có chiết suất n = 4/3

ĐS: a D = 900; b D = 70 42’ Bài 31: Trong chậu có lớp nước dày 12 cm lớp benzen dày cm mặt nước Một

người nhìn vào chậu theo phương gần thẳng đứng thấy đáy chậu cách mặt thoáng bao nhiêu? Vẽ đường chùm tia sáng từ điểm đáy chậu Cho biết chiết suất nước n = 4/3 benzen n’ = 1,5

Đs: 15cm