Giải bài tập khúc xạ ánh sáng lớp 11 năm 2024

Tài liệu gồm 24 trang, bao gồm kiến thức cần nhớ và phương pháp giải các dạng bài tập chuyên đề khúc xạ ánh sáng trong chương trình Vật lí 11.

  1. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Khúc xạ ánh sáng Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau. Định luật khúc xạ ánh sáng: Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là một hằng số: Chiết suất tỉ đối: tỉ số không đổi sin sin trong hiện tượng khúc xạ được gọi là chiết suất tỉ đối 21 n của môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chứa tia tới): Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt là chiết suất) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. Liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối: Biểu thức của định luật khúc xạ viết dạng khác: Tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng: Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó. 2. Hiện tượng phản xạ toàn phần Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Điều kiện để có phản xạ toàn phần: Ánh sáng phải truyền từ một môi trường sang môi trường chiết quang kém hơn Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn. Cáp quang là bó sợi quang. Mỗi sợi quang là một dây trong suốt có tính dẫn sáng nhờ phản xạ toàn phần. Sợi quang có lõi làm bằng thủy tinh siêu sạch có chiết suất lớn được bao quanh bởi một lớp vỏ có chiết suất 2 n nhỏ hơn 1 n.
  2. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

[ads]

Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 26: Khúc xạ ánh sáng giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

C1 trang 164 SGK: Viết công thức của định luật khúc xạ với các góc nhỏ (<10o).

Trả lời:

Định luật khúc xạ ánh sáng:

Hay n1.sini = n2.sinr

Nếu i,r < 10o thì: sini ≈ i; sinr ≈ r (khi đó i, r tính bằng đơn vị radian)

Công thức của định luật khúc xạ với các góc nhỏ (< 10o) là: n1.i = n2.r (i, r tính bằng radian)

C2 trang 164 SGK: Áp dụng định luật khúc xạ cho trường hợp i=0o. Kết luận.

Trả lời:

Công thức của định luật khúc xạ: n1 sini=n2 sinr

Trường hợp i=0o= >r=0

Kết luận: Tia sáng qua mặt phân cách của hai môi trường có phương theo phương vuông góc với mặt phân cách không bị khúc xạ.

C3 trang 164 SGK: Hãy áp dụng công thức của định luật khúc xạ cho sự khúc xạ liên tiếp vào nhiều môi trường có chiết xuất lần lượt làn n1,n2,…,nn và có các mặt phân cách song song với nhau.

Trả lời:

Từ hình 26.1, áp dụng định luật khúc xạ ta có:

Vì các mặt phân cách sóng song với nhau nên:

Bài 1 (trang 166 SGK Vật Lý 11): Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh sáng? Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng.

Lời giải:

∗ Hiện tượng khúc xạ ánh sáng:

Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của tia sáng khi truyền xiên góc tới qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.

∗ Định luật khúc xạ ánh sáng.

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 (hình vẽ)

Với hai môi trường trong suốt nhất định thì tỉ số giữa góc sin góc tới (sini) với sin gọc khúc xạ (sin r) luôn không đổi.

Bài 2 (trang 166 SGK Vật Lý 11): Chiết suất tỉ đối n21 của môi trường (2) đối với môi trường (1) là gì?

Lời giải:

Chiết xuất tỉ đối n21 của môi trường (2) đối với môi trường (1) là tỉ đối giữa sin với góc tới (sin i) với sin góc khúc xạ (sin r)

Chiết suất tỉ đối n21 của môi trường (2) đối với môi trường (1) được tính bằng tỉ số chiết suất tuyệt đối của môi trường (2) đối môi trường (1) hay tỉ số vận tốc ánh sáng truyền trong môi trường (1) đối với môi trường (2).

Bài 3 (trang 166 SGK Vật Lý 11): Chiết suất ( tuyệt đối) n của một số môi trường là gì?Viết hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối.

Lời giải:

Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là tỉ số vận tốc ánh sáng c trong chân không so với vận tốc ánh sáng v trong môi trường đó.

Hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối

Bài 4 (trang 166 SGK Vật Lý 11): Theo công thức của định luật khúc xạ ánh sáng, trường hợp nào không có hiện tượng khúc xạ?

Lời giải:

Công thức của định luật khúc xạ:n1 sini=n2 sinr

Trường hợp i=0o=>r=0o

* Tia sáng qua mặt phân cách của hai môi trường theo phương vuông góc với mặt phân cách không bị khúc xạ.

Bài 5 (trang 166 SGK Vật Lý 11): Thế nào là tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng?

Chứng tỏ:

Nước có chiết suất là 4/3. Chiết suất của không khí đối với nước là bao nhiêu?

Lời giải:

+ Tính thuận nghịch về chiều truyền tia sáng:

Nếu AB là một đường truyền ánh sáng trên đường đó có thể cho ánh sáng đi từ A đến B hoặc B đến A. Tức là ánh sáng truyền đi theo chiều nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó.