Bài giảng bài khúc xạ ánh sáng vật lý 11 (19)

BÀI 26

KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
– Định luật khúc xạ ánh sáng. Chiết suất. Tính
thuận nghịch của sự truyền ánh sáng.
– Hiện tượng phản xạ toàn phần. Cáp quang


Kính chào quí
thầy cô
cùng các em
học sinh


ÔN TẬP KIẾN THỨC CŨ
HS1
Câu 1: Hiện tượng
cảm ứng điện từ
là gì?
Câu 2: Xác định
chiều dòng điện
cảm ứng
N

S

HS 2
Câu 1: Hiện tượng
tự cảm là gì?
Câu 2: Phát biểu
định luật len- xơ

Trong thực tế chúng ta thường thấy một số
hiện tượng rất lí thú có liên quan đến ánh
sáng và sự truyền ánh sáng. Chẳng hạn như
các hiện tượng sau:

Màu sắc rất
đẹp trên màng
bong bóng xà
phòng

Đèn
trang trí
dùng các
sợi quang

Cầu vồng

Tia sáng bị
gãy


Willebrord Snell (1580 – 1626)


Tại sao lại

thế này ?

Nội dung bài học
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 chiều truyền as


I. Sự khúc xạ ánh sáng.
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.


Vậy khúc xạ ánh sáng là gì ? Hãy
Khúc xạ ánh sáng là
quan
sát thí
nghiệm
hiện tượng
lệch
phương và nêu hiện
tượng
? của các tia
(gãy khúc)
sáng khi truyền xiên
góc qua mặt phân cách

giữa hai môi trường
trong suốt khác nhau

(1)

(2)


Mắt người nhìn cá trong bể nước


Bắn thế nào để
mũi tên trúng
con cá ?


S’

N

S

i’

i

1
2

I

r
N’

R

+ SI :tia tới ; I :điểm tới.
+ N’IN :pháp tuyến với
mặt phân cách tại I.
+ i :góc tới
+ IR :tia khúc xạ
+ r :góc khúc xạï
+ IS’ tia phản xạ; i’ góc
phản xạ

Tia khúc xạ nằm trong mặt
phẳng tới và ở phía bên kia
pháp tuyến so với tia tới.


50

60
40
30

20

I

70

30

70

90
80

80

70

60

60
50

40
50

40

30

2

i
20
0 10

r
10

20

1

80

90

80

70

60

50

40

30

0 10

N
20 10

S

N’

R


40
30

20

I
20
0 10

r
10

30

70

60

50

60

70

90

80

40

40
50

2

60
50

30

1

70

80

90

20

80

i

80

70

60

50

40

30

0 10

N
20 10

S

N’

R


40
30

20

i
I

60
50

70

r
10

2
20
0 10

60

70

80

90

80

70

60

50

40
50

40

30

30

20

1

80

90

80

70

60

50

40

30

0 10

N

20 10

S

N’

R


Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc sinr theo sini
i (độ) r(độ)
0
10
20
30
40
50
60
70
80

0
6,5
13
19,5
25,5
31
35
39
41,5

sini
0
0,174
0,342
0,500
0,643
0,766
0,866
0,940
0,985

Bảng 26.1 SGK

sinr
0
0,113
0,225
0,334
0,431
0,515
0,574
0,629
0,663

sin r
0,7
0,6
0,5

0,4
0,3
0,2

0,1

O

.

.
0,2

.
0,4

sin i
 hs
sin r

.
.
0,6

.
.

0,8

1

sin i


b. Nội dung định luật.
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở phía bên kia pháp
tuyến so với tia tới
- Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới
(sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi

sin
i số này
Hằng
Hằng số

phụ
sin rthuộc vào
yếu tố nào?

S
1
2

S’

N
i’

i

I
r
N’

R


II. Chiết suất của môi trường .
1. Chiết suất tỉ đối.
Tỉ số không đổi sini/sinr được gọi là chiết suất tỉ đối n21
của môi trường (2) (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường (1)
(chứa tia tới)

sin i
 n 21
sin r


II. Chiết suất của môi trường .
1. Chiết suất tỉ đối.

sin i
 n21
sin r
- Nếu n21 > 1 thì r < i :
Môi trường 2 chiết quang

- Nếu n21 < 1 thì r > i :
Môi trường 2 chiết quang

hơn môi trường 1

kém môi trường 1

S

n21>1

i

1

i

1

2

I

2
r

R

n21<1

I

r

R


2. Chiết suất tuyệt đối.
a. Định nghĩa.

Chiết suất tuyệt đối (hay chiết suất n) của một môi trường là chiết
suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không.
- Chiết suất của chân không là 1.
- Chiết suất của không khí là 1,00293.

- Mọi môi trường trong suốt đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1.

c
n1 
v1

c
n2 
v2


b. Hệ thức liên hệ chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối.

n2 v1
n21  
n1 v2
n1 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường 1
n2 : Chiết suất tuyệt đối của môi trường 2

v1 : vận tốc ánh sáng truyền trong môi trường 1
v2 : vận tốc ánh sáng truyền trong môi trường 2


c. Lưu ý
1. Biểu thức khác của định luật khúc xạ.

n1sini = n2sinr
2. Trường hợp i và r nhỏ hơn 100 thì:

sin i  i, sin r  r

n1i = n2r
3. Nếu i = 00 ; Khi đó r = 00
Tia sáng đi vuông góc với mặt phân cách
Mt 1
Mt 2


III. TÍNH THUẬN NGHỊCH CỦA SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG

R

S

I

K

J

n1
n2


Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng
truyền ngược lại theo đường đó.
S

n12

1

n21
I

K

R

n1
n2


Tóm tắt kiến thức
1. Định luật khúc xạ ánh sáng:
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến
so với tia tới
- Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới
(sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi

2. Chiết suất:
n2 v1
n2
- Chiết suất tỉ đối:
n21  
n 21 
n1
n1 v2
- Chiết suất tuyệt đối:
- Công thức của định luật khúc xạ ánh sáng
-

n1sini = n2sinr

sin i
 n 21
sin r