C. 100 (V) D 1000 (V).
Bài tập về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần
6.26 Một ngọn đèn nhỏ S đặt ở đáy một bể nớc (n = 4/3), độ cao mực nớc h = 60 (cm). Bán kính r bé nhất của tấm gỗ tròn nổi trên mặt nớc sao cho không một tia sáng nào từ S lọt ra ngoài không khí là:
A. r = 49 (cm). B. r = 53 (cm). C. r = 55 (cm). D. r = 51 (cm). 6.27 Chiếu một chùm tia sáng song song trong không khí tới mặt nớc ( n = 4/3) với góc tới là 450. Góc hợp bởi tia khúc xạ và tia tới là:
A. D = 70032’. B. D = 450. C. D = 25032’. D. D = 12058’.
6.28 Một chậu nớc chứa một lớp nớc dày 24 (cm), chiết suất của nớc là n = 4/3. Mắt đặt trong không khí, nhìn gần nh vuông góc với mặt nớc sẽ thấy đáy chậu dờng nh cách mặt nớc một đoạn bằng
A. 6 (cm). B. 8 (cm). C. 18 (cm). D. 23 (cm). 6.29 Một cái chậu đặt trên một mặt phẳng nằm ngang, chứa một lớp nớc dày 20 (cm), chiết suất n = 4/3. Đáy chậu là một gơng phẳng. Mắt M cách mặt nớc 30 (cm), nhìn thẳng góc xuống đáy chậu. Khoảng cách từ ảnh của mắt tới mặt nớc là:
A. 30 (cm). B. 45 (cm). C. 60 (cm). D. 70 (cm).
III. hớng dẫn giải và trả lời
Khúc xạ ánh sáng
6.1 Chọn: A Hớng dẫn:
- Chiết suất tỉ đối có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng 1. Chiết suất tuyệt đối luôn lớn hơn đơn vị. - Chiết suất tỉ đối của môi trờng chiết quang nhiều so với môi trờng chiết quang ít thì nhỏ hơn đơn vị.
6.2 Chọn: B
Hớng dẫn: Với một tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối của nớc là n1, của thuỷ tinh là n2. Chiết suất tỉ đối khi tia sáng đó truyền từ nớc sang thuỷ tinh tức là chiết suất tỉ đối của thuỷ tinh đối với nớc n21
= n2/n1 6.3 Chọn: D Hớng dẫn: áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng 1 2 n n r sin i
sin = ta thấy khi i tăng thì r cũng
tăng. 6.4 Chọn: C
Hớng dẫn: Chiết suất tỉ đối giữa môi trờng khúc xạ với môi trờng tới bằng tỉ số giữa chiết suất tuyệt đối của môi trờng khúc xạ và chiết suất tuyệt đối của môi trờng tới.
6.5 Chọn: D
Hớng dẫn: Khi tia sáng đi từ môi trờng trong suốt n1 tới mặt phân cách với môi trờng trong suốt n2
(với n2 > n1), tia sáng không vuông góc với mặt phân cách thì một phần tia sáng bị khúc xạ, một phần bị phản xạ.
6.6 Chọn: A
Hớng dẫn: Chiết suất tuyệt đối của một môi trờng truyền ánh sáng luôn lớn hơn 1. 6.7 Chọn: C
Hớng 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: 1 2 n n r sin i sin = ↔ 1 2 0 n n ) i 90 sin( i sin = − ↔tani = n21 = n. 6.8 Chọn: B
Hớng dẫn: Độ dài bóng đen tạo thành trên mặt nớc là (80 – 60).tan300 = 34,6 (cm) 6.9 Chọn: D
Hớng dẫn:
- Độ dài phần bóng đen trên mặt nớc là a = 34,6 (cm).
- Độ dài phần bóng đen trên đáy bể là b = 34,6 + 60.tanr trong đó r đợc tính n r sin i sin = suy ra b = 85,9 (cm). 6.10 Chọn: B
Hớng dẫn: áp dụng công thức lỡng chất phẳng khi ánh sáng đi từ môi trờng n ra không khí dd' =n1
suy ra n =
1012 12
= 1,2 6.11 Chọn: C
Hớng dẫn: áp dụng công thức lỡng chất phẳng khi ánh sáng đi từ môi trờng n ra không khí dd' =n1
suy ra d’ = 0,9 (m) 6.12 Chọn: C
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 6.11 6.13 Chọn: B
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn và làm tơng tự câu 6.11 6.14 Chọn: C
Hớng dẫn: Dùng định luật khúc xạ tại hai mặt của bản hai mặt song song. 6.15 Chọn: A
Hớng dẫn: Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng và kết hợp giải hình học phẳng. 6.16 Chọn: B
Hớng dẫn: áp dụng công thức ảnh của một điểm sáng qua bản hai mặt song song khi ánh sáng truyền gần nh vuông góc với bề mặt của hai bản SS’ = e
− n 1 1 6.17 Chọn: C Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 6.16 Phản xạ toàn phần 6.18 Chọn: D
Hớng dẫn: Góc giới hạn phản xạ toàn phần đợc xác định theo công thức
n 1 i sin gh =
6.19 Chọn: C
Hớng dẫn: Khi một chùm tia sáng phản xạ toàn phần tại mặt phân cách giữa hai môi trờng thì cờng độ sáng của chùm khúc xạ bị triệt tiêu.
6.20 Chọn: B
Hớng dẫn: Khi tia sáng đi từ môi trờng có chiết suất lớn sang môi trờng có chiết suất nhỏ hơn thì có khi có tia khúc xạ và có khi không có tia khúc xạ.
6.21 Chọn: B
Hớng dẫn: Góc giới hạn phản xạ toàn phần đợc xác định theo công thức
n 1 i sin gh = 6.22 Chọn: A Hớng dẫn:
- Góc giới hạn phản xạ toàn phần đợc xác định theo công thức
12 2 gh n n i sin =
- Điều kiện để có tia khúc xạ là i ≤ igh. 6.23 Chọn: C
Hớng dẫn:
- Góc giới hạn phản xạ toàn phần đợc xác định theo công thức
n 1 i sin gh =
- Điều kiện để không có tia khúc xạ là i ≥ igh. 6.24 Chọn: A
Hớng dẫn: ảnh A’ của đầu A của đinh OA cách mặt nớc một khoảng lớn nhất khi tia sáng đi từ đầu A tới mặt nớc đi qua mép của miếng gỗ. Khi ánh sáng truyền từ nớc ra không khí, gọi góc nằm trong nớc là r, góc nằm ngoài không khí là i, ta tính đợc OA’max = R.tan(900- i), với sini = n.sinr, tanr = R/OA. Suy ra OA’max = 3,64 (cm).
6.25 Chọn: B
Hớng dẫn: Mắt đặt trong không khí, để mắt không thấy đầu A thì ánh sáng phát ra từ đầu A đi tới mặt nớc và đi gần mép của miếng gỗ sẽ xảy ra hiện tợng phản xạ toàn phần. Khi đó r = igh với
n 1 i sin gh = ta tính đợc OA = R/tanr = 3,53 (cm). Bài tập về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần 6.26 Chọn: B
Hớng dẫn: Xem hớn dẫn và làm tơng tự câu 6.25 6.27 Chọn: D Hớng dẫn: áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng n r sin i sin = với n = 4/3, i = 450, ta tính đợc r = 3202’ suy ra góc hợp bởi tia khúc xạ và tia tới là i – r = 12058’.
6.28 Chọn: C
Hớng dẫn: Xem hớng dẫn câu 6.11 6.29 Chọn: B
Hớng dẫn: ánh sáng truyền từ mắt nằm trong không khí vào nớc, bị gơng phản xạ sau đó lạ truyền từ nớc ra không khí. Ta có thể coi hệ quang học trên bao gồm: LCP (không khí – nớc) + Gơng phẳng + LCP (nớc – không khí). Giải bài toán qua hệ quang học này ta sẽ đợc kết quả.