Giải bài 26 vật lí 11: Khúc xạ ánh sáng

Có bao giờ các em thắc mắc về việc để một chiếc đũa vào một cốc nước, ta cảm giác như chiếc đũa bị gãy không? Nếu chưa, các em cùng tìm hiểu hiện tượng này và dùng các kiến thức vật lí để giải thích nhé!

Nội dung bài viết gồm 2 phần:

• Lý thuyết
• Hướng dẫn giải bài tập SGK.

A. Lý thuyết

I. Khúc xạ ánh sáng

1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Hiện tượng 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

Quy ước:

• SI: Tia tới
• I: Điểm tới
• N’IN: Pháp tuyến với mặt phân cách tại I
• IR: Tia khúc xạ
• i: Góc tới
• r: Góc khúc xạ

Nội dung 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 hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi:

II. Chiết suất của môi trường

1. Chiết suất tỉ đối

Tỉ số không thay đổi, phụ thuộc vào bản chất của hai môi trường được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường chứa tia khúc xạ (môi trường 2) đối với môi trường chứa tia tới (môi trường 1)

n₂₁ được gọi là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 so với môi trường 1.

• Nếu n₂₁ > 1: Tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn, môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1.
• Nếu n₂₁ < 1: Tia khúc xạ lệch ra xa pháp tuyến hơn, môi trường 2 kém chiết quang hơn môi trường 1.

2. Chiết suất tuyệt đối

Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không.

• Chiết suất của chân không: n = 1
• Chiết suất của không khí: n = 1,000293

Như vậy, chiết suất tỉ đối của hai môi trường là:

Trong đó:

n₂₁: chiết suất tỉ đối của môi trường 2 so với môi trường 1.

n₁: chiết suất tuyệt đối của môi trường 1

n₂: chiết suất tuyệt đối của môi trường 2

Công thức của định luật khúc xạ: n₁sin i = n₂sin r

III. Tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng

Ánh sáng truyền đi theo đường nào thì cũng truyền ngược lại theo đường đó