Cáp quang được ứng dụng vào việc truyền thông tin với nhiều ưu điểm: dung lượng tín hiệu lớn; nhỏ và nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn; không bị nhiễu bởi các bức xạ điện từ bên ngoài; không [r]
(1)TỔNG ÔN CHUYÊN ĐỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1 Khúc xạ ánh sáng
+ Khúc xạ ánh sáng tượng lệch phương tia sáng truyền xiên góc qua mặt phân cách hai môi trường suốt khác
+ Định luật khúc xạ ánh sáng:
Tia khúc xạ nằm mặt phẵng tới (tạo tia tới pháp tuyến) phía bên pháp tuyến so với tia tới
Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) sin góc khúc xạ (sinr) số:
r i
sin sin
= số
+ Chiết suất tỉ đối: tỉ số không đổi
r i
sin sin
tượng khúc xạ gọi chiết suất tỉ đối
n21 môi trường (chứa tia khúc xạ) môi trường (chứa tia tới):
r i
sin sin
= n21
+ Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt chiết suất) môi trường chiết suất tỉ đối mơi trường chân không
+ Liên hệ chiết suất tỉ đối chiết suất tuyệt đối: n21 =
n n
+ Biểu thức định luật khúc xạ viết dạng khác: n1sini = n2sinr; i r nhỏ (nhỏ 100)
thì: n1i = n2r
+ Tính chất thuận nghịch truyền ánh sáng: ánh sáng truyền theo đường truyền ngược lại theo đường Theo tính chất thuận nghịch truyền ánh sáng ta có: n12
=
21
(2)2 Hiện tượng phản xạ toàn phần
+ Phản xạ toàn phần tượng phản xạ toàn ánh sáng tới, xảy mặt phân cách hai môi trường suốt
+ Điều kiện để có phản xạ tồn phần:
- Ánh sáng phải truyền từ môi trường sang môi trường chiết quang (n2 < n1)
- Góc tới lớn góc giới hạn: i ≥ igh; với sinigh =
+ Cáp quang bó sợi quang Mỗi sợi quang dây suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ tồn phần
Sợi quang có lỏi làm thủy tinh siêu có chiết suất lớn (n1) bao quanh
lớp vỏ có chiết suất n2 nhỏ n1 Phản xạ toàn phần xảy mặt phân cách lỏi vỏ
làm cho ánh sáng truyền theo sợi quang Ngoài lớp võ bọc nhựa dẻo để tạo cho cáp có độ bền độ dai học
Cáp quang ứng dụng vào việc truyền thông tin với nhiều ưu điểm: dung lượng tín hiệu lớn; nhỏ nhẹ, dễ vận chuyển, dễ uốn; không bị nhiễu xạ điện từ bên ngồi; khơng có rủi ro cháy (vì khơng có dịng điện)
Trong y học, người ta dùng cáp quang để nội soi
B CÁC CÔNG THỨC
+ Định luật khúc xạ: = n21 = hay n1sini = n2sinr
+ Liên hệ chiết suất vận tốc ánh sáng: n21 = = ; n =
+ Góc giới hạn phản xạ tồn phần: sinigh = ; với n2 < n1
n n
r i
sin sin
1
n n
1
n n
2
v v
v c
1
(3)1 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
2 Tia sáng truyền khơng khí tới gặp mặt thống chất lỏng có chiết suất n = Ta hai tia phản xạ khúc xạ vng góc với Tính góc tới
3 Một cọc dài cắm thẳng đứng xuống bể nước chiết suất n =
Phần cọc nhô ngồi mặt nước 30 cm, bóng mặt nước dài 40 cm đáy bể nước dài 190 cm Tính chiều sâu lớp nước
4 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 nước n =
3
Tính h
5 Một người ngồi bờ hồ nhúng chân vào nước suốt Biết chiết suất nước n =
3
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?
b) Người cao 1,68 m, nhìn thấy hịn sỏi đáy hồ dường cách mặt nước 1,5 m Hỏi đứng hồ người có bị ngập đầu khơng?
6 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
7 Tính vận tốc ánh sáng truyền môi trường nước Biết tia sáng truyền từ khơng khí
với góc tới i = 600 góc khúc xạ nước r = 400 Lấy vận tốc ánh sáng ngồi khơng
khí c = 3.108 m/s
3
(4)8 Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần ánh sáng truyền từ thủy tinh sang khơng khí, từ
nước sang khơng khí từ thủy tinh sang nước Biết chiết suất thủy tinh 1,5; nước
9 Thả mặt nước đĩa nhẹ, chắn sáng, hình trịn Mắt người quan sát đặt mặt
nước không thấy vật sáng đáy chậu bán kính đĩa khơng nhỏ 20 cm Tính chiều sâu lớp nước chậu Biết vật tâm đĩa nằm đường thẳng đứng chiết suất nước n =
10 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
D HƯỚNG DẪN GIẢI
1 Ta có: sinr = sini = sin26,40 r = 26,40;
D = i – r = 3,60
2 Ta có: = n; i’ + r = i + r = sinr = sin( - i) = cosi
= = tani = n = tan i =
3 Ta có: tani = = tan530 i = 530; = n sinr = = 0,6
= sin370
3
2
1 sin sin
n n r i =
2
n n
r i
sin sin
2
2
r i
sin sin
i i
cos sin
3
3
30 40 =
AB BI
r i
sin sin
n i
sin
(5) IH = = = 200 (cm)
4 Ta có: tani = = tan530
i = 530; = n
sinr = = 0,6 = sin370
r = 370; tani = ;
tanr =
= I’B = 16 (cm); h = = 12 (cm)
5 a) Ta có: d’ = d = 27 cm
b) Ta có: h = h’ = m > 1,68 m nên đứng hồ người sẻ bị ngập đầu
6 Ta có: n = v = = 1,875.108 m/s
7 Ta có: v = n = v = = 2,227.108 m/s
8 Ta có sinigh = = sin530 igh = 530
9 Ta có: Sinigh = = h = R = 17,64 cm
10 Để có phản xạ tồn phần K sini1 = sin70,50 i1
70,50 r CH CD tan − 75 , 40 190− 30 40 ' = = = AC CB AA CI r i sin sin n i sin h B I' h B I h DB B
I' − = ' −7
(6) r 900 – 70,50 = 19,50 sini
1
n cosr = sin39
(7)Website HOC247 cung cấp mơi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh
tiếng
I. Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.
II. Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III. Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia