Bài tập ôn tập chương khúc xạ ánh sáng

Tiết 54: Bài tập
ÔN TẬP CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

Người soạn: Đoàn Thị Hồng Hạnh

I. Mục tiêu
1. Kiến thức
2. Kĩ năng
- Biết cách vẽ đường đi của tia sáng khi truyền từ môi trường này sang môi trường
khác
- Vận dụng được các công thức đã học trong chương để giải một số bài tập liên
quan.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Phiếu bài tập
2. Học sinh
- Ôn lại kiến thức về khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần
III. Hoạt động dạy – học
1. Ôn lại kiến thức cũ (7’)
 Yêu cầu học sinh nhắc lại những công thức đã được học trong chương
* Khúc xạ ánh sáng
1. Chiết suất
- Chiết suất tỉ đối:


- Chiết suất tuyệt đối

2. Định luật
- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới
- Công thức đối xứng của định luật khúc xạ ánh sáng

- Dễ dàng nhận ra cách nhớ để vẽ một cách định tính góc là môi trường nào có
chiết suất càng lớn thì góc càng nhỏ

- Khi truyền từ môi trường này vào một môi trường có chiết suất khác thì tốc độ
truyền ánh sáng thay đổi:

Trong đó:
•
•

v: tốc độ ánh sáng trong môi trường đang xét
n: Chiết suất của môi trường đó


Hệ quả:
•
•

n không khí và chân không bằng 1 và là nhỏ nhất
n của các môi trường khác đều lớn hơn 1

* Phản xạ toàn phần
- Công thức tính góc giới hạn

- Điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần

* Chú ý
- Góc lệch: là góc tạo bởi phương tia tới và tia khúc xạ
D=|i-r|
- Công thức gần đúng: Với những góc nhỏ () có thể lấy gần đúng

Với i là giá trị tính theo rad
2. Nội dung
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung
Bài 1(3’): Một tia sáng đi từ không khí vào nước có chiết suất n = 4/3 dưới góc tới .
a, Tính góc khúc xạ
b, Tính góc lệch D tạo bởi tia khúc xạ và tia tới
Gợi ý
a, Áp dụng công thức
+

+
b, Áp dụng công thức tính


góc lệch giữa tia tới và tia
khúc xạ
Bài 2(5’): Tia sáng đi từ không khí tới gặp mặt phân cách giữa không khí và môi trường
trong suốt có chiết suất n dưới góc tới . Góc hợp bởi tia khúc xạ và phản xạ là . Hãy tính
chiết suất n?
Gợi ý:
S’
Vẽ hình đường truyền của
tia sáng khi truyền từ không
khí vào nước (Vì mọi môi
trường đều có chiết suất lớn
hơn 1-chiết suất của không
khí nên góc khúc xạ nhỏ

hơn góc tới)
+ Góc hợp bởi tia khúc xạ
+
và phản xạ là , có thể suy ra Mà và
góc khúc xạ bằng bao
nhiêu?
Với và
+
+ áp dụng công thức
Chiết suất của không khí
bằng 1
Bài 3(5’): Đối với cùng một ánh sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối của nước là 4/3, chiết
suất tỉ đối của thủy tinh với nước là 9/8. Cho biết vận tốc ánh sáng trong chân không là .
Hãy tính vận tốc của ánh sáng này trong thủy tinh.
Gợi ý
+ Công thức liên hệ giữa
+ Công thức tính chiết suất +
chiết suất của hai môi
tỉ đối
trường

+
+ Khi ánh sáng truyền vào
thủy tinh thì tốc độ ánh
sáng thay đổi, công thức
tính:

Vậy khi truyền vào thủy tinh,
tốc độ ánh sáng là 2.108m/s

+ Công thức thay đổi tốc độ
truyền ánh sáng khi ánh
sáng truyền trong thủy tinh:


Bài 4(10’): Một tia sáng được chiếu đến điểm
giữa của mặt trên một khối lập phương trong
suốt, chiết suất . Tìm góc tới i lớn nhất để tia
khúc xạ vào trong khối còn gặp mặt đáy của
khối. (Bài 9 - SGK)

- Để có góc tới i lớn nhất
- Tia khúc xạ chiếu tới góc
thì góc khúc xạ cũng phải
của hình hộp lập phương như
lớn nhất, vậy ta có thể vẽ tia hình vẽ
khúc xạ trong trường hợp
này như thế nào?

N
S
i
I

a

r

N’

- Tính góc khúc xạ r, từ đó
tìm góc tới.

- Tính góc khúc xạ

- Tính góc khúc xạ

- Tính góc tới

- Tính góc tới

S’

Bài 5(10’): Một người nhìn một hòn đá dưới đáy của một cái bể, có cảm giác hòn đá nằm
ở độ sâu 0,8m. Chiều sâu thực của bể nước là bao nhiêu? Biết người đó nhìn hòn đá dưới
một góc so với pháp tuyến, chiết suất của nước là 4/3.
Gợi ý
N
Cách vẽ ảnh của một vật
S3

tạo bởi hiện tượng khúc xạ
ánh sáng: Xác định bở ít
HI
nhất 2 tia sáng
• 1 tia vuông góc với
mặt phân cách 2 môi
N’

S2

S1


trường truyền thẳng
• 1 tia là tia kéo dài
của tia khúc xạ ra
không khí đến mắt
người quan sát
=> Giao của hai tia chính là
hình ảnh mà mắt người
quan sát được.
+ Lập công thức thể hiện
+ HS2 = 0,8m; ;
mối liên hệ giữa các đại
lượng đã biết
+
+ Có thể tính được góc
không?
+ Các tỉ số
+ Ta thấy 2 tam giác IHS2
và IHS1 có chung HI, từ các
đại lượng đã biết có thể rút
ra tỉ số nào?

•

•
Trong đó:

Bài 6: Một khối bán trụ trong suốt có chiết suất .

Một chùm tia sáng hẹp nằm trong một mặt phẳng
của tiết diện vuông góc, chiếu tới khối bán trụ như
hình. Xác định đường đi của chùm tia sáng với các
giá trị sau đây của góc .
a,
b,
c,
- Xác định góc tới rồi tính

Ta có:


góc khúc xạ hoặc phản xạ
trong từng trường hợp:
a,

a,

a,

Tia sáng bị khúc xạ với góc
khúc xạ là 45o

Tia sáng bị khúc xạ với
góc khúc xạ là 45o

b,

b,

Tia sáng nằm sát mặt phân
cách giữa hai môi trường

Tia sáng nằm sát mặt phân
cách giữa hai môi trường

c,

c,

Tia sáng bị phản xạ toàn
phần

Tia sáng bị phản xạ toàn
phần

b,

c,

Bài 7: Một tia sáng đi từ một chất lỏng trong suốt
có chiết suất n chưa biết sang không khí với góc tới
như hình vẽ. Cho biết .
a, Tính chiết suất n của chất lỏng
b, Tính góc lớn nhất để tia sáng không thể ló sang
môi trường không khí phía trên.
a, Tính chiết suất n của chất
lỏng
- Xác đinh góc tới và góc
- Góc tới i:

khúc xạ
- Góc khúc xạ r:
-


- Dựa vào công thức của
định luật khúc xạ ánh sáng
tính n
b, Tính góc lớn nhất
- Để tia sáng không ló sang
môi trường không khí phía
trên thì góc tới phải đạt giá
trị để xảy ra phản xạ toàn
phần. Áp dụng công thức
tính để tìm

- Tính
- Tìm