chương 6 khúc xạ ánh sáng

BA ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA QUANG HÌNH HỌC
BA ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA QUANG HÌNH HỌC
1) Định luật truyền thẳng ánh
1) Định luật truyền thẳng ánh
sáng
sáng
Trong môi trường trong suốt và đồng tính
ánh sáng truyền theo đường thẳng.
2) Định luật phản xạ ánh sáng
2) Định luật phản xạ ánh sáng
3) Định luật khúc xạ ánh sáng
3) Định luật khúc xạ ánh sáng
Nội dung
Nội dung
I) SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1)Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
2)Định luật khúc xạ ánh sáng
II) CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
1)Chiết suất tỉ đối
2)Chiết suất tuyệt đối
III) TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN
ÁNH SÁNG
1) Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
a) Thí nghiệm :
•
Nhận xét :
Cây bút chì ở ly bị gãy ở mặt phân
cách giữa nước và không khí

•
Mô tả TN :
b) Định nghĩa :
Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng
lệch phương (gãy ) của tia sáng
khi truyền xiên góc qua mặt phân
cách giữa 2 môi trường trong suốt
khác nhau
2) Định luật khúc xạ ánh sáng
N
N’
S
i
i’
I
r
S’
1
2
SI : tia tới
R
I : điểm tới
N’IN : pháp tuyến mặt phân
cách tại I
IR : tia khúc xạ
i: góc tới i’ : góc phản xạ
r: góc khúc xạ
Kết luận 1 :
Tia khúc xạ nằm trong mặt
phẳng tới ( tạo bởi tia tới và

pháp tuyến ) và ở bên kia
pháp tuyến so với tia tới
THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG
THÍ NGHIỆM 1 : Môi trường 1 : Không khí .
Môi trường 2 : Nước
THÍ NGHIỆM 2 : Môi trường 1 : Không khí .
Môi trường 2 : Thủy tinh
THÍ NGHIỆM 3 : Môi trường 1 : Nước.
Môi trường 2 : Thủy tinh
THÍ NGHIỆM 1: Môi trường 1 : không khí , Môi trường 2 : nước
Góc tới i 0
0
20
0
30
0
40
0
50
0
60
0
70
0
80
0
Góc khúc xạ 0
0
15.5
0

22.5
0
29
0
35.5
0
40.5
0
45
0
47.5
0
Sin i 0.342 0.5 0.643 0.766 0866 0.94 0.985
Sin r 0.267 0.383 0.485 0.581 0.645 0.707 0.737
Góc tới i 0
0
20
0
30
0
40
0
50
0
60
0
70
0
80
0

Góc khúc xạ 0
0
15
0
20
0
25
0
30
0
35
0
38
0
40
0
Sin i 0.342 0.5 0.643 0.766 0866 0.94 0.985
Sin r 0.258 0.342 0.422 0.5 0.573 0.615 0.642
THÍ NGHIỆM 2 : Môi trường 1 : Không khí . Môi trường 2 : Thủy tinh
THÍ NGHIỆM 3 : Môi trường 1 : Nước. Môi trường 2 : Thủy tinh
Góc tới i 0
0
20
0
30
0
40
0
50
0

60
0
70
0
80
0
Góc khúc xạ 0
0
17
0
25
0
33
0
41
0
50
0
56
0
60
0
Sin i 0.342 0.5 0.643 0.766 0866 0.94 0.985
Sin r 0.292 0.422 0.544 0.656 0.766 0.829 0.866
Kết luận 2:
Với 2 môi trường trong suốt nhất định , tỉ số giữa
sin góc tới (sini ) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn
không đổi
(26.1)
N

S
N’
I
r
1
2
R
i
i’
Định luật khúc xạ ánh sáng :
•
Tia khúc xạ nằm trong mặt
phẳng tới (tạo bởi tia tới và
pháp tuyến) và ở phía bên
kia pháp tuyến so với tia tới
•
Với 2 môi trường trong suốt
nhất định , tỉ số giữa sin góc
tới (sin i) và sin góc khúc xạ
(sin r) luôn không đổi
(26.1)
1) Chiết suất tỉ đối
v1 : tốc độ ánh sáng đi trong môi trường 1 (SI : m/s)
v2 : tốc độ ánh sáng đi trong môi trường 2 (SI : m/s)
Theo thuyết ánh sáng
(26.2)
S
S
R

R
I
I
i
r
(1)
(2)
R
R
S
S
I
I
i
r
(1)
(2)
 môi trường (2) chiết quang
kém hơn môi trường (1)

môi trường (2) chiết quang
hơn môi trường (1)
 sini > sin r
 i >r
 sini < sin r
 i < r
2) Chiết suất tuyệt đối
Định nghĩa :
Chiết suất tuyệt đối (thường
gọi là chiết suất ) của một

môi trường là chiết suất tỉ đối
của môi trường đó đối với
chân không
Định nghĩa :
Chiết suất tuyệt đối (thường
gọi là chiết suất ) của một
môi trường là chiết suất tỉ đối
của môi trường đó đối với
chân không
Chiết suất của chân không là 1
Theo định nghĩa chiết suất
tuyệt đối kết hợp với biểu
thức (*)
n
1
:chiết suất (tuyệt đối )của môi trường 1
n
2
:chiết suất (tuyệt đối )của môi trường 2
Trong mọi môi trường trong suốt
đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1
(26.3)
n
21
Nhận xét :

n
1
sini = n
2

sinr
N
S
N’
I
r
1
2
R
i
i’
Công thức của định luật khúc xạ:
n
1
sini = n
2
sinr
n
1
: chiết suất của môi trường (1)
n
2
: chiết suất của môi trường (2)
i: góc tới ; r: góc khúc xạ
(26.1)
(26.2)
(26.3)
Công thức của định luật khúc xạ:
n
1

sini = n
2
sinr

Chú ý:
- Nếu i và r nhỏ hơn 10
0
thì:



≈
≈
rr
ii
sin
sin
n
n
1
1
i = n
i = n
2
2
r
r
- Trường hợp i = 0
0
thì r = 0

0
⇒ tia sáng chiếu vuông góc mặt
phân cách thì không xảy ra hiện tượng khúc xạ.
- Nếu tia sáng truyền qua n môi trường, khúc xạ qua n môi
trường, và các mặt phân cách song song nhau thì:
n
1
sini
1
= n
2
sini
2
= n
3
sini
3
=…= n
n
sini
n
I
n
1
n
2
K
N
N’
R

I
i’=r
1
2
S
N
N’
S
i
i’
I
r
S’
1
2
R
S’
r’=i
Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng : Ánh sáng truyền theo
đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó

Tính thuận nghịch này biểu hiện ở sự truyền
thẳng , sự phản xạ và sự khúc xạ
Bài tập ví dụ
Tia sáng truyền từ một chất trong suốt có chiết suất n tới mặt
phân cách với môi trường không khí . Góc khúc xạ trong không
khí là 60
0
. Tia phản xạ ở mặt phân cách có phương vuông góc với
tia khúc xạ (H26.6) Tính chiết suất n

Tóm tắt
r=60
0

(IS’,IR)= 90
0


n = ?
n
1
sini = n
2
sinr
Công thức của định luật
khúc xạ:
N
N’
R
I
i’
n
S’
S
r
i
Theo đề bài
i+i’ = 90
0
 i + r = 90

0
Áp dụng định luật khúc xạ:
nsini = sinr





N
N’
R
I
i’
n
S’
S
r
i