Khúc xạ ánh sáng lớp 11

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 (o).

You watching: Khúc xạ ánh sáng lớp 11

Trả lời:

Định luật khúc xạ ánh sáng:

*

Hay n1.sini = n2.sinr

Nếu i,r o 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 (o) 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.

See more: Cách Bật Nguồn Iphone Khi Hỏng Nút Nguồn Iphone/ Ipad Khi Nút Nguồn Bị Hư

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.

+ Chứng minh:

*

Giả sử MN là mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suốt có chiết suất lần lượt là: n1, n2.

– Xét tia ánh sáng đi từ A đến B.

Theo định luật khúc xạ ta có:

*

+ Xét tia ánh sáng đi từ B đến A theo chiều ngược lại.

Theo định luật khúc xạ ta có:

*

Từ (1) và (2) ⇒

*

+ Nước có chiết suất là: 4/3. Chiết suất của không khí đối với nước là:

*

Bài 6 (trang 166 SGK Vật Lý 11):
Một tia sáng truyền đến mặt thoáng của nước. Tia này có một tia phản xạ ở mặt thoáng và 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?

A. Tia S1I

B. Tia S2I

C. Tia S3I

D. Tia S1I,S2I, S3I đều có thể là tia tới.

Lời giải:

Đáp án: B

Vì tia tới và tia khúc xạ phải nằm ở hai bên của pháp tuyến (hình 26.7a)

*

Bài 7 (trang 166 SGK Vật Lý 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 4/3. Góc tới của tia sáng là bao nhiêu (tình tròn số)?

A. 37o

B. 42o

C. 53o

D. Một giá trị khác A, B, C.

Tóm tắt

n = 4/3; IS’ ⊥ IR ; Góc tới i = ?

*

Lời giải:

Theo định luật khúc xạ ta có: n.sini = sinr (1)

Theo đề bài và từ hình vẽ, ta có:

IS’ ⊥ IR => i’+ r =90o

• i = i’= 90o – r

• sinr = cosi (2)


Từ (1) và (2) suy ra: tani = 0,75 => i = 37o

Đáp án: A

Bài 8 (trang 167 SGK Vật Lý 11): Có ba môi trường trong suốt (1), (2), (3). Cùng góc tói i, một tia sáng khúc xạ như hình 26.8 khi truyền từ (1) vào (2) và từ (1) vào (3).

See more: Cách Chụp Màn Hình Redmi Note 8, Mi 8 Explorer Edition, Mi 8 Se

*

Vẫn với góc tới i, khi tia sáng truyền từ (2) vào (3) thì góc khúc xạ là bao nhiêu?

A. 22o

B. 31o

C. 38o

D. Không tính được.

Lời giải:

+ Khi truyền từ môi trường từ (1) vào môi trường (2)

n1.sini = n2.sinr12 (∗)

+ Khi truyền từ môi trường từ (1) vào môi trường (3)

n1.sini = n3.sinr13 (∗∗)

Trong đó: r12 = 30o; r13 = 45o

+ Khi truyền từ môi trường từ (2) vào môi trường (3)

*

Từ (∗) và (∗∗) suy ra: n2.sinr12 = n3.sinr13

*

Từ (∗∗∗)

*

Góc tới i chưa biết ⇒ không tính được góc khúc xạ r23.

Đáp án: D

Bài 9 (trang 167 SGK Vật Lý 11): Một cái thước được cắm thẳng đứng vào bình đựng nước có đáy phẳng ngang. Phần thước nhô khỏi mặt nước dài 4 cm. Chếch ở phía trên có một ngọn đèn. Bóng của thước trên mặt nước dài 4cm và ở đáy dài 8 cm. Tính chiều sâu của nước trong bình. Chiết suất của nước là 4/3.

Lời giải: