Bai tap li 11

SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
a) Đ/n: Là hiện tượng tia sáng bị đổi hướng đột ngột khi truyền qua mặt phân cách của hai môi
trường trong suốt.
b) Định luật khúc xạ ánh sáng
* Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới
*
2
21
1
sin
sinr
n
i
n
n
= =
Nếu n
2
> n
1
⇒ r < i ⇒ Môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1 (tia khúc xạ lệch gần pháp
tuyến hơn tia tới)
Nếu n
2
< n
1
⇒ r > i ⇒ Môi trường 2 chiết kém hơn môi trường 1 (tia khúc xạ lệch xa pháp
tuyến hơn tia tới)
Nếu i = 0 ⇒ r = 0 ⇒ Ánh sáng chiếu vuông góc mặt phân cách thì truyền thẳng.
c) Chiết suất tuyệt đối

c
n
v
=
;
2 1
1 2
n v
n v
=
Trong đó c = 3.10
8
m/s và v là vận tốc ánh sáng truyền trong chân không và trong môi
trường trong suốt chiết suất n.
Lưu ý: + Đ/n khác về chiết suất tuyệt đối: Là tỉ số giữa vận tốc ánh sáng trong chân không và
vận tốc ánh sáng truyền trong môi trường trong suốt đó.
+ Ý nghĩa của chiết suất tuyệt đối: Cho biết vận tốc ánh sánh truyền trong môi trường
trong suốt đó nhỏ hơn vận tốc ánh sáng truyền trong chân không bao nhiêu lần.
2. Lưỡng chất phẳng
* Đ/n: Là hệ thống gồm hai môi trường trong suốt ngăn cách nhau bởi mặt phẳng.
* Đặc điểm ảnh: Ảnh và vật có cùng độ lớn, cùng chiều, cùng phía nhưng trái tính chất
* Công thức của lưỡng chất phẳng:
/
1 2
OA OA
n n
=
Vật thật A đặt trong môi trường có chiết suất n
1
Độ dịch chuyển ảnh:

1
' (1 )AA h
n
= −

Với n = n
21,
h = OA là khoảng cách từ vật tới mặt phân cách.
3. Bản mặt song song
* Đ/n: Là một khối chất trong suốt được giới hạn bởi hai mặt phẳng song song
* Đặc điểm ảnh: Ảnh và vật có cùng độ lớn, cùng chiều nhưng trái tính chất
* Độ dịch chuyển ảnh: AA’ = e(1 -
n
1
).
Với e là bề dày bản mặt song song
n là chiết suất tỉ đối của bản đối với môi trường xung quanh
Nếu n > 1 thì ảnh dịch gần bản, còn nếu n < 1 thì ảnh dịch xa bản (chỉ xét vật thật)
4. Hiện tượng phản xạ toàn phần
* Đ/n: Là hiện tượng khi chiếu một tia sáng vào mặt phân cách của hai môi trường trong suốt
mà chỉ có tia phản xạ không có tia khúc xạ.
* Điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần:
+ Tia sáng được chiếu từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém.
+ Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần: i ≥ i
gh
.
Với
2
21
1

sin
gh
n
i n
n
= =
(khi chiếu ánh sáng từ môi trường trong suốt chiết suất n ra không khí
thì
1
sin
gh
i
n
=
)
5. Lăng kính
a) Đ/n: Là khối chất trong suốt hình lăng trụ đứng có tiết diện thẳng là một tam giác
Hoặc: Là khối chất trong suốt được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song
b) Điều kiện của lăng kính và tia sáng qua lăng kính
* Chiết suất lăng kính n > 1
* Ánh sáng đơn sắc
* Tia sáng nằm trong tiết diện thẳng
* Tia sáng từ đáy đi lên
Khi đảm bảo 4 điều kiện trên thì tia ló ra khỏi lăng kính lệch về phía đáy
c) Công thức của lăng kính
sini
1
= nsinr
1
sini

2
= nsinr
2
A = r
1
+ r
2
D = i
1
+ i
2
– A
Khi tia tới và tia ló đối xứng với nhau qua mặt phẳng phân giác của góc chiết quang ⇒ i
1
= i
2
⇒ r
1
= r
2
thì D
Min
:
sin( ) sin
2 2
Min
D A
A
n
+

=
Chú ý: Khi i, A ≤ 10
0
thì i
1
= nr
1
i
2
= nr
2
A = r
1
+ r
2
D = (n-1)A
BÀI TẬP TỰ LUẬN
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Bài1
Chiếu một tia sáng từ không khí vào một chất lỏng có chiết suất n =
3
. Biết tia khúc xạ
vuông góc tia phản xạ. Xác định góc tới của tia sáng.
Bài 2
Một chiếc cọc cắm trong một bể nước rộng, đáy nằm ngang, chứa đầy nước. Phần cọc
nhô trên mặt nước dài 0,6 m. Bóng của chiếc cọc trên mặt nước dài 0,8 m; ở dưới đáy bể dài
1,7 m . Tính chiều sâu của bể nước. Chiết suất của nước n = 4/3.
Bài 3
Một ca rỗng hình trụ đứng. AB là đường kính trong của đáy. Chiều cao của ca
BC = h = 20 cm. Một người đặt mắt trên đường chéo AC và hoàn toàn không trông thấy đáy

ca. Đổ nước vào đầy ca thì mắt vừa nhìn thấy tâm O của đáy ca. Xác định đường kính của đáy
ca. Chiết suất của nước n = 4/3.
Bài 4
Một cái chậu có thành không trong suốt, có tiết diện đứng là hình vuông ABCD. Một
người đặt mắt trên đường chéo BD và hoàn toàn không trông thấy đáy chậu. Đổ vào chậu một
chất lỏng có chiết suất n =
2
5
sao cho mắt vừa nhìn thấy một viên sỏi S đặt trên đường kính
của đáy chậu và cách B một đoạn d = 20 cm .
Xác định chiều cao của chất lỏng.
Bài 5
Một cái gậy dài 2 m cắm thẳng đứng ở đáy hồ. Gậy nhô lên trên mặt nước 0,5 m. Ánh
sáng mặt trời chiếu xuống mặt nước dưới góc tới là 60
0
. Xác định chiều dài của bóng gậy dưới
đáy hồ. Chiết suất của nước n = 4/3.
Hiện tượng phản xạ toàn phần
Bài 1
Một ngọn đèn S nằm ở đáy của một bể nước sâu 20 cm. Hỏi phải thả nổi trên mặt nước
một miếng gỗ có hình dạng và diện tích nhỏ nhất bằng bao nhiêu để không có ánh sáng từ đèn
phát ra lọt qua mặt nước. Chiết suất của nước n = 4/3.
Bài 2
Chiếu một chùm sáng đơn sắc song song, có dạng một dải mỏng, bề rộng a = 5mm, từ
không khí vào chất lỏng có chiết suất n = 1,5, dưới góc tới i = 45
o
. Dải sáng nằm trong mặt
phẳng vuông góc với mặt thoáng của chất lỏng.
a. Xác định bề rộng của dải sáng khi nó ở trong chất lỏng.
b. Dưới đáy bể đặt một gương phẳng vuông góc với mặt phẳng dải sáng. Xác định góc

nghiêng của gương phẳng để không có tia sáng nào ló ra khỏi mặt nước.
Bài 3

Một khối thủy tinh có tiết diện là hình chữ nhật ABCD ( AB << AD ) .
Chiếu một tia sáng tới mặt bên AB dưới góc tới i = 45
0
. Xác định giá trị nhỏ nhất của chiết
suất thủy tinh để xảy ra phản xạ toàn phần tại K trên mặt AD.
Bài 4

Một khối thủy tinh có tiết diện là hình chữ nhật ABCD ( AB << AD ). Mặt đáy AD tiếp
xúc với một chất lỏng có chiết suất n
0
=
2
.
Chiếu một tia sáng tới mặt bên AB dưới góc tới i . Biết chiết suất của thủy tinh là n = 1,5.
a. Xác định giá trị lớn nhất của góc tới để xảy ra phản xạ toàn phần tại K trên mặt AD.
b. Tìm điều kiện của chiết suất thủy tinh để hiện tượng trên luôn xảy ra với mọi góc tới .
LĂNG KÍNH
Bài 1
Chiếu tia sáng vào mặt bên của lăng kính tam giác đều có chiết suất n =
2
thì tia sáng
ló ra dưới góc ló 45
0
.
a. Xác định góc lệch của tia sáng.
b. Nếu quay lăng kính quanh cạnh của nó một góc nhỏ thì góc lệch tăng hay giảm? Vì
sao?

Bài 2
Chiếu một tia sáng vào mặt bên của một lăng kính tam giác đều có chiết suất n =
3

sao cho góc lệch đạt cực tiểu. Xác định góc tới của tia sáng.
Bài 3
Chiếu tia sáng vào mặt bên của lăng kính tam giác đều theo phương song song với đáy
thì tia sáng ló ra khỏi mặt bên kia trùng với tia tới. Xác định chiết suất lăng kính.
Bài 4
Chiếu tia sáng vào mặt bên của một lăng kính theo phương từ đáy lên dưới góc tới 30
0
rồi ló ra khỏi mặt bên kia dưới góc ló 60
0
. Biết góc tạo bởi góc giữa tia ló và tia tới là 45
0
.
a. Xác định góc chiết quang và chiết suất của lăng kính.
b. Để góc lệch cực tiểu bằng 1/3 góc chiết quang thì chiết suất của lăng kính phải bằng
bao nhiêu?
Bài 5
Một lăng kính thủy tinh có chiết suất n =
2
và có tiết diện thẳng là một tam giác cân
ABC đỉnh A. Chiếu một tia sáng vào mặt bên AB sao cho góc lệch đạt cực tiểu. Khi đó tia
khúc xạ và phản xạ tại mặt AB vuông góc với nhau. Xác định tỉ số
BC
AB
.
Bài 6
Chiếu một tia sáng vào mặt bên AB của một lăng kính tam giác cân ABC theo phương

vuông góc với mặt AB. Sau khi tia sáng phản xạ toàn phần trên mặt AC và AB thì ló ra ngoài
lăng kính theo phương vuông góc với đáy BC.
a. Xác định góc chiết quang A.
b. Tìm điều kiện của chiết suất lăng kính để xảy ra hiện tượng trên.
Bài 7
Một lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác ABC có các góc A = 90
0
và C =
15
0
.
a. Chiếu một tia sáng tới mặt bên AB cho tia ló ra khỏi mặt bên AC với góc lệch cực
tiểu bằng góc chiết quang. Xác định chiết suất của lăng kính.
b. Chiu mt tia sỏng ti mt bờn AB di gúc ti nh hỡnh v. Tia khỳc x ti mt
BC, phn x ton phn ti ú, sau ú ti mt AC v cui cựng lú ra ngoi theo phng
vuụng gúc vi tia ti. Xỏc nh chit sut lng kớnh v gúc ti .


Bi 8
Chiu tia sỏng vo mt bờn ca lng kớnh tam giỏc cú chit sut n =
3
. Tia lú ra khi
mt bờn kia vi gúc lch cc tiu bng gúc chit quang. Xỏc nh gúc chit quang.
Bi 9
Chiu mt tia sỏng vo mt bờn ca lng kớnh tam giỏc u cú chit sut n =
2
.
Xỏc nh gúc ti khụng cú tia lú ra khi mt bờn kia.
CU HI V BAI TP TRC NGHIM
Câu 1. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A: Chiêt suất tỉ đối của môi trờng chiết quang hơn so với môi trơng chiêt quang kém hơn thì nhỏ
hơn đơn vị
B: Môi trờng chiết quang kém có chiết suất nhỏ hơn đơn vị ( n < 1)
C: Chiết suất của môi trờng trong suốt tỉ lệ nghịch với vân tốc truyền ánh sáng trong môi trờng
đó
D: Chiết suất tỉ đối của hai môi trờng luôn lớn hơn đơn vị vì vận tốc ánh sáng trong chân không
là vân tốc lớn nhất
Câu 2. Phát biểu nào sau đây về phản xạ toàn phần là không đúng?
A: Khi có phản xạ toàn phần thì toàn bộ ánh sáng phản xạ trở lại môi trờng chứa chùm sáng ban
đầu
B: Phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trờng chiết quang hơn sang môi trờng
kém chiết quang hơn
C: Phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần
D: Góc giới hạn phản xạ toàn phần đợc xác định băng tỉ số giữa chiêt suất của môi trờng chiết
quang kém với chiết suất của môi trờng chiết quang hơn
Câu 3. Khi một tia sáng truyền từ môi trờng 1 sang môi trờng 2 thì tia khúc xạ :
A:Bị bẻ lại gần pháp tuyến nếu môi trờng 2 chiết quang hơn
B:Bị bẻ lại gần pháp tuyến nếu môi trờng 2 chiết quang kém
C:Đi ra xa pháp tuyến nếu môi trờng 2 chiết quang hơn
D:Luôn gần pháp tuyến
Câu 4. Chọn câu sai.
Khi ánh sáng truyền từ môi trờng trong suốt chiết suất n
1
sang môi trờng trong suốt chiết suất
n
2
thì:
A: Tỉ số giữa Sin góc tới và Sin góc khúc xạ là một số không đổi
B: Tần số của ánh sáng không thay đổi
C: Bớc sóng của ánh sáng không thay đổi

D: Vận tốc truỳên của ánh sáng thay đổi
Câu 5. Cho biêt n
1
,n
2
và v
1
,v
2
lần lợt là chiết suất tuyệt đối vàvận tốc truyền ánh sáng của hai môi
trờng trong suốt ,
1 2
,

là bớc sóng của ánh sáng.Khi ánh sáng truyền từ môi trờng 1 sang môi tr-
ờng 2, Công thức nào sau đây không đúng?
A:
2
1
n Sini
n Sinr
=
B:
2 1
1 2
n v
n v
=
C:
2 1

1 2
n
n


=
D:
1 2
2 1
v
v


=
Câu 6. Một tia sáng chiếu vào lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang nhỏ , góc tới nhỏ .Có thể
tính góc lệch cực tiểu của tia sáng đó khi đi qua lăng kính nếu ta có số liệu nào sau đây?
A.Góc chiết quang của lăng kính .góc tới và chiết suất tuyệt đối của thuỷ tinh
B. góc tới và chiét suất tơng đối của thuỷ tinh .
C. Góc chiết quang của lăng kính và chiết suất tơng đối của thuỷ tinh .
D. góc giới hạn đối với thuỷ tinh và chiét suất tuyệt đối của môi trờng bao quanh lăng kính
Câu 7. Yếu tố nào dới đây quyết định giá trị chiết suất của tia sáng đối
với hai môi trờng khác nhau?
A. Khối lợng riêng của hai môi trờng
B. Tỷ số giá trị hàm sin của góc tới và góc khúc xạ
C. Tần số của ánh sáng lan truyền trong hai môi trờng
D. Tính chất đàn hồi của hai môi trờng
Câu 8. Hiện tợng phản xạ toàn phần xảy ra khi
A.ánh sáng gặp bề mặt nhẵn.
B.ánh sáng đi từ môi trờng chiết quang sang môi trờng kém chiết quang hơn, góc tới lớn hơn góc
giới hạn

C.góc tới lớn hơn góc giới hạn.
D.góc tới nhỏ hơn góc giới hạn.
Câu 9. Chọn câu sai.
Khi ánh sáng truyền từ môi trờng trong suốt chiết suất n
1
sang môi trờng trong suốt chiết suất
n
2
thì:
A: Tỉ số giữa Sin góc tới và Sin góc khúc xạ là một số không đổi
B: Tần số của ánh sáng không thay đổi
C: Bớc sóng của ánh sáng không thay đổi
D: Vận tốc truỳên của ánh sáng thay đổi
Câu 10 . Ngời ta tăng góc tới của một tia sáng chiếu lên mặt một chất lõng lên gấp hai lần , góc
khúc xạ của tia sáng đó :
A. Cũng tăng gấp hai lần
B.Tăng gấp hơn hai lần
C. Tăng ít hơn hai lần
D. Tăng nhiều hay ít hơn hai lần là tuỳ thuộc vào chiết suất của chất lõng đó nhỏ hay lớn
Câu 11: Một tia sáng hẹp phát ra từ một bóng đèn đặt ở đáy của một bể bơi chiếu đến mặt phân
cách nớc không khí dớic một góc 0. nếu tăng góc tới lên 2 lần thì:
A. Góc khúc xạ tăng gấp 2 lần.
B. Góc khúc xạ tăng gần gấp 2 lần
C. Góc khúc xạ tăng lên hơn 2 lần hoạc xảy ra hiện tợng phản xạ toàn phần, nếu 2 >
gh
(

gh
là góc giới hạn)
D. Xảy ra hiện tợng phản xạ toàn phần, nếu 2 <

gh
Câu 12: Trong thủy tinh, vận tốc ánh sáng sẽ:
A. Bằng nhau đối với mọi tia sáng đơn sắc khác nhau.