Vật lý 11 cơ bản - Khúc xạ ánh sáng

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪

    Bài 1 trang 166 sgk Vật lý lớp 11. Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh sáng? Phát biểu định luật khúc xạ ánh sáng?
    Hướng dẫn giải:
    1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
    Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.
    2. Định luật khúc xạ ánh sáng
    + Tia khúc xạ nằm trong mặt phẵng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) 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 luôn không đổi:
    sini/sinr= hằng số





    Bài 2 trang 166 sgk Vật lý lớp 11. Chiết suất tỉ đối n21 của môi trường (2) đối với môi trường (1) là gì ?
    Hướng dẫn giải:

    sini/sinr=n21
    n21 gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường (2) chứa tia khúc xạ đối với môi trường (1) chưa tia tới.
    - Nếu n21 > 1 , r < i => môi trường khúc xạ (2) chiết quang hơn môi trường tới (1).
    - Nếu n21 < 1 , r > i => môi trường khúc xạ (2) chiết quang kém môi trường tới (1).





    Bài 3 trang 166 sgk Vật lý lớp 11. Chiết suất tuyệt đối n của một môi trường là gì ? Viết hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối.
    Hướng dẫn giải:
    Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không.
    Mối liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối: n21=n2n1">n21=n2/n1





    Bài 4 trang 166 sgk Vật lý lớp 11. Thế nào là tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng?
    Chứng tỏ: n12 = \(\frac{1}{n_{21}}\)
    Nước có chiết suất là \(\frac{4}{3}\). Chiết suất của không khí đối với nước là bao nhiêu?
    Hướng dẫn giải:
    Ta có: n12 = \(\frac{sin r}{sin i}\) = \(\frac{1}{\left ( \frac{sin i}{sin r} \right )}\) = \(\frac{1}{n_{21}}\)
    Chiết suất của không khí đối với nước: nkk-n = \(\frac{3}{4}\) = 0,75





    Bài 5 trang 166 sgk Vật lý lớp 11. Một tia sáng truyền đến mặt thoáng của nước. Tia này cho một tia phản xạ ở mặt thoáng và một tia khúc xạ.
    Người vẽ các tia sáng này quên ghi lại chiều truyền trong hình 26.7. Tia nào dưới đây là tia tới?
    [​IMG]
    A. Tia S1I.
    B. Tia S2I.
    C. Tia S3I.
    D. S1I; S2I; S3I đều có thể là tia tới.
    Hướng dẫn giải:
    Chọn B.





    Bài 6 trang 166 sgk Vật lý lớp 11. Tia sáng truyền từ nước và khúc xạ ra không khí. Tia khúc xạ và tia phản xạ ở mặt nước vuông góc với nhau. Nước có chiết suất là \(\frac{4}{3}\). Góc tới của tia sáng là bao nhiêu (tính tròn số)?
    A. 37o
    B. 42o
    C. 53o
    D. Một giá trị khác A, B, C.
    Hướng dẫn giải:
    Chọn A





    Bài 7 trang 166 sgk Vật lý lớp 11. Có ba môi trường trong suốt (1), (2), (3). Với cùng góc tới i, một tia sáng khúc xạ như hình 26.8 khi truyền từ (1) vào (2) và từ (1) vào (3).
    [​IMG]
    Vẫn với góc tới i, khi tia sáng truyền từ (2) vào (3) thì góc khúc xạ là bao nhiêu (tính tròn số)?
    A. 22o..
    B. 31o.
    C. 38o.
    D. Không tính được, vì thiếu yếu tố.
    Hướng dẫn giải:
    Chọn D.





    Bài 8 trang 167 sgk Vật lý lớp 11. Một cái thước được cắm thẳng đứng vào bình nước có đáy phẳng, ngang. Phần thước nhô khỏ mặt nước là 4 cm. Chếch ở trên có một ngọn đèn. Bóng của thước trên mặt nước dài 4 cm và ở đáy dài 8 cm.
    Tính chiều sâu của nước trong bình.Chiết suất của nước là \(\frac{4}{3}\).
    Hướng dẫn giải:
    Hình 0, i = 45o => sin r = \(\frac{3}{4}\) sin45o
    r ≈ 32o. Gọi chiều sâu của nước là x, ta có:
    x. tan 32o = 4 cm.
    x = \(\frac{4}{tan32^{\circ}}\) ≈ 6,4 cm.
    [​IMG]






    Bài 9 trang 167 sgk Vật lý lớp 11. Một tia sáng được chiếu đến điểm giữa của mặt trên khối lập phương trong suốt, chiết suất n = 1,50 (Hình 29.6). Tính góc tới i lớn nhất để tia khúc xạ vào trong khối còn gặp mặt đáy của khối.
    [​IMG]
    Hướng dẫn giải:
    Góc khúc xạ lớn nhất khi tia khúc xạ qua đỉnh của mặt đáy:
    sin rm = \(\frac{\frac{a}{\sqrt{2}}}{\sqrt{a^{2}+\frac{a^{2}}{2}}}\) = \(\frac{1}{\sqrt{3}}\)
    Suy ra: sin im = n sin rm = \(\frac{\sqrt{3}}{2}\) => im = 60o.
    [​IMG]