BA ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA QUANG HÌNH HỌC

1) Định luật truyền thẳng ánh

sáng

Trong môi trường trong suốt và đồng tính

ánh sáng truyền theo đường thẳng.

2) Định luật phản xạ ánh sáng

3) Định luật khúc xạ ánh sáng

Nội dung

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 SỰ TRUYỀN

ÁNH SÁNG

1) Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

a) Thí nghiệm :

• Nhận xét :

Cây bút chì ở ly bị gãy ở mặt phân

cách giữa nước và không khí

• Mô tả TN :

b) Định nghĩa :

Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng

lệch phương (gãy ) của tia sáng

khi truyền xiên góc qua mặt phân

cách giữa 2 môi trường trong suốt

khác nhau

2) Định luật khúc xạ ánh sáng

N

N’

Si i’

I

r

S’

1

2

SI : tia tới

R

I : điểm tới

N’IN : pháp tuyến mặt phân

cách tại I

IR : tia khúc xạ

i: góc tới i’ : góc phản xạ

r: góc khúc xạ

Kết luận 1 :

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

THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG

THÍ NGHIỆM 1 : Môi trường 1 : Không khí .

Môi trường 2 : Nước

THÍ NGHIỆM 2 : Môi trường 1 : Không khí .

Môi trường 2 : Thủy tinh

THÍ NGHIỆM 3 : Môi trường 1 : Nước.

Môi trường 2 : Thủy tinh

THÍ NGHIỆM 1: Môi trường 1 : không khí , Môi trường 2 : nước

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

sin

r

sin i

Góc tới i 00 200 300 400 500 600 700 800

Góc khúc xạ 00 15.50 22.50 290 35.50 40.50 450 47.50

Sin i 0.342 0.5 0.643 0.766 0866 0.94 0.985

Sin r 0.267 0.383 0.485 0.581 0.645 0.707 0.737

Góc tới i 00 200 300 400 500 600 700 800

Góc khúc xạ 00 150 200 250 300 350 380 400

Sin i 0.342 0.5 0.643 0.766 0866 0.94 0.985

Sin r 0.258 0.342 0.422 0.5 0.573 0.615 0.642

THÍ NGHIỆM 2 : Môi trường 1 : Không khí . Môi trường 2 : Thủy tinh

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

s

i

n

r

sini

THÍ NGHIỆM 3 : Môi trường 1 : Nước. Môi trường 2 : Thủy tinh

Góc tới i 00 200 300 400 500 600 700 800

Góc khúc xạ 00 170 250 330 410 500 560 600

Sin i 0.342 0.5 0.643 0.766 0866 0.94 0.985

Sin r 0.292 0.422 0.544 0.656 0.766 0.829 0.866

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

sin

r

sini

Kết luận 2:

Với 2 môi trường trong suốt nhất định , tỉ số giữa

sin góc tới (sini ) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn

không đổi

(26.1)

N

S

N’

I

r

1

2

R

i i’

Định luật khúc xạ ánh sáng :

• Tia khúc xạ nằm trong mặt

phẳng tới (tạo bởi tia tới và

pháp tuyến) và ở phía bên

kia pháp tuyến so với tia tới

• Với 2 môi trường trong suốt

nhất định , tỉ số giữa sin góc

tới (sin i) và sin góc khúc xạ

(sin r) luôn không đổi

(26.1)

1) Chiết suất tỉ đối

v1 : tốc độ ánh sáng đi trong môi trường 1 (SI : m/s)

v2 : tốc độ ánh sáng đi trong môi trường 2 (SI : m/s)

Theo thuyết ánh sáng

(26.2)

S

R

I

i

r

(1)

(2)

R

S

I

i

r

(1)

(2)

môi trường (2) chiết quang

kém hơn môi trường (1)

môi trường (2) chiết quang

hơn môi trường (1)

sini > sin r i >r sini < sin r i < r

2) Chiết suất tuyệt đối

Định nghĩa :

Chiết suất tuyệt đối (thường

gọi là chiết suất ) của một

môi trường là chiết suất tỉ đối

của môi trường đó đối với

chân không

Chiết suất của chân không là 1

Theo định nghĩa chiết suất

tuyệt đối kết hợp với biểu

thức (*)

n1 :chiết suất (tuyệt đối )của môi trường 1

n2 :chiết suất (tuyệt đối )của môi trường 2

Trong mọi môi trường trong suốt

đều có chiết suất tuyệt đối lớn hơn 1

(26.3)

n21

Nhận xét :

n1sini = n2sinr

N

S

N’

I

r

1

2

R

i i’

Công thức của định luật khúc xạ:

n1sini = n2sinrn1: chiết suất của môi trường (1)n2 : chiết suất của môi trường (2)i: góc tới ; r: góc khúc xạ

(26.1)

(26.2)

(26.3)

Công thức của định luật khúc xạ: n1sini = n2sinr

Chú ý:

- Nếu i và r nhỏ hơn 100 thì:rr

ii

sin

sin

n1i = n2r

- Trường hợp i = 00 thì r = 00 tia sáng chiếu vuông góc mặt

phân cách thì không xảy ra hiện tượng khúc xạ.

- Nếu tia sáng truyền qua n môi trường, khúc xạ qua n môi

trường, và các mặt phân cách song song nhau thì:

n1sini1 = n2sini2 = n3sini3 =…= nnsinin

I n1

n2

K

N

N’

R

I

i’=r

1

2

S

N

N’

Si i’

I

r

S’

1

2

R S’

r’=i

Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng : Ánh sáng truyền theođường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó

Tính thuận nghịch này biểu hiện ở sự truyềnthẳng , sự phản xạ và sự khúc xạ

Bài tập ví dụ

Tia sáng truyền từ một chất trong suốt có chiết suất n tới mặtphân cách với môi trường không khí . Góc khúc xạ trong khôngkhí là 600 . Tia phản xạ ở mặt phân cách có phương vuông gócvới tia khúc xạ (H26.6) Tính chiết suất n

Tóm tắtr=600

(IS’,IR)= 900

n = ?

n1sini = n2sinr

Công thức của định luật khúc xạ:

N

N’

R

I

i’

n

S’S

r

i

Theo đề bàii+i’ = 900

i + r = 900

Áp dụng định luật khúc xạ:

nsini = sinr

N

N’

R

I

i’

n

S’S

r

i