CHƯƠNG VI: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ 1: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài1: Chiếu một tia sáng từ nước vào thủy tinh,chiết suất của nước là n 1 =4/3,của thủy tinh là n 2 =1,5.Tính: a. Chiết suất của thủy tinh đối với nước b. Góc khúc xạ khi góc tới là i 1 =30 0 ,i 2 =45 0 ĐS: a. n 21 =9/8 ; b.r 1 =26 0 ;r 2 =39 0 Bài2:Một tia sáng đi từ không khí vào một chất có chất có chiết suất n= 2 dưới góc tới i=45 0 . a. Tính góc khúc xạ r b. Tính góc lệch D của tia sáng ĐS: a. r-30 0 ; b. i=15 0 Bài3:Một chậu hình lập phương chứa đầy chất lỏng.Mắt quan sát viên nhìn theo phương BDThấy được viên sỏi tại trung điểm M của đáy chậu BC như hình vẽ. Tínhchiết suất của chât lỏng? ĐS: n=1,58 Bài 4: Chiếu một tia sáng SI đi từ không khí vào một chất lỏng có chiết suất n. sao cho tia tới hợp với mặt Chiếu một tia sáng SI đi từ không khí vào một chất lỏng có chiết suất n. sao cho tia tới hợp với mặt thoáng chất lỏng là 30 thoáng chất lỏng là 30 0 0 và tia khúc xạ hợp với mặt thoáng một góc 60 và tia khúc xạ hợp với mặt thoáng một góc 60 0 0 . Chiết suất của chất lỏng là: . Chiết suất của chất lỏng là: ĐS: n= 3 Bài5: Tia sáng truyền từ không khí gặp mặt thoáng của chất lỏng có chiết suất n=1,732 thì tia phản xạ ở mặt phân cách vuông góc với tia khúc xạ. Góc tới của tia sáng là bao nhiêu: ĐS:i=60 0 Bài6: Một tia sáng được chiếu đến một điểm giữa của mặt trên một khối lập phương Trong suốt,chiết suất n=1,5 như hình vẽ.Tìm góc tới i lớn nhất để tia khúc xạ vào trong khối còn gặp mặt đáy của khối ĐS: i max =60 0 Bài7:Một cái thước được cắm thẳng đứng vào bình nước có đáy phẳng,ngang.Phần Thước nhô khỏi mặt nước là 4cm.Chếch ở trên có một ngọn đèn chiếu vào thước Làm cho bóng của thước in trên mặt nước là 4cm và in dưới đáy nước là 8cm.Tìm Chiều sâu của nước trong bình.Biết chiết suất của nước là 4/3 ĐS: 6,4 cm Bài 8: Một cái sào cao được cắm thẳng đứng vào một bể nước. Đỉnh sào so với đáy là 3m và đỉnh sào so với mặt nước là 1m. Nếu các tia sáng của mặt trời chiếu nghiêng so với phương ngang một góc 30 0 thì bóng của sào trên đáy bể dài xấp xỉ bao nhiêu? Biết chiết suất của nước 4/3 ĐS: 3,44m Bài9:Có hai tia sáng đi vuông góc với nhau trong không khí đến đập vào mặt một chất lỏng có chiết suất n rồi bị khúc xạ với những góc 45 0 và 30 0 .Tìm chiết suất n của chất lỏng đó ĐS: n=1,15 Bài 10:Một tia sáng truyền từ môi trường trong suốt 1 có chiết suất 1,5 sang môi trường trong suốt 2 có chiết suất 3 với góc tới i,thì tia khúc xạ sang môi trường thứ 2 hợp với pháp tuyến góc khúc xạ r.Biết tia khúc xạ và tia phản xạ vuông góc nhau.Hãy tính góc khúc xạ r và góc tới i? ĐS: r=40,9 0 ;i=49,1 0 Bài 11:Một người quan sát một hòn sỏi coi như một điểm sáng A,ở dưới đáy một bể nước độ sâu h,theo phương vuông góc mặt nước.Người ấy thấy hòn sỏi như được nâng lên gần mặt nước,theo phương thẳng đứng đến điểm A ’ .Chiết suất của nước là n. a. Hãy thiết lập công thức tính khoảng cách AA ’ b. Biết khoảng cách từ A ’ đến mặt nước là 40cm.Tính chiều sâu của bể nước.Cho biết chiết suất của nước là 4/3 ĐS:a. ' 1 2 n OA OA n = ; b. OA=53,33 cm Bài 12:Một cái máng nước sâu 30cm,rộng 40cm có hai thành bên thẳng đứng. Đúng lúcMáng cạn nước thì có bóng râm của thành A kéo dài tới đúng chân thành B đối diện.Người ta đổ nước vào máng đến một độ cao h thì bóng của thành A ngắn bớt đi 7cm sovới trước.Biết chiết suất của nước là 4/3.Hãy tính h và vẽ tia sáng giới hạn của bóng râmcủa thành máng khi có nước ĐS: h=12 cm Giáo viên:Nguyễn Duy Khánh THPT Phan Văn Trị A B A B M D C M ’ n r i i a Bài13:Ba môi trường trong suốt (1),(2),(3) có thể đặt tiếp giáp nhau.Với cùng góc tới i=60 0 ;nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 45 0 ;nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 30 0 .Hỏi nếu ánh sáng truyền từ (2) vào (3) vẫn với góc tới i thì góc khúc xạ là bao nhiêu? ĐS: r 3 =38 0 Bài 14:Một cái cọc được cắm thẳng đứng trong một bể rộng,đáy nằm ngang,chứa đầy nước.Phần cọc nhô lên mặt nước dài 60cm.Bóng của cọc trên mặt nước dài 80cm;ở dưới đáy bể dài 170cm.Tính chiều sâu của bể nước.Chiết suất cỉa nước là 4/3 ĐS: 120 cm Bài 15:Một cái chậu có đáy nằm ngang chứa chất lỏng trong suốt chiết suất n,ở đáy chậu có một viên bi nhỏ A.Một người nhìn theo phương gần vuông góc với mặt thoáng của chất lỏng thấy ảnh A ’ của A cách mặt thoáng một khoảng h.Chiều cao của chất lỏng trong chậu là H. a. Tính h H theo n b. Cho biết H=16cm,n=4/3.Tính AA ’ ĐS: a. 1h H n = ; b. AA ’ =4cm Bài 16:Một người quan sát một hòn sỏi coi như một điểm sáng A ở dưới đáy một bể nước có độ sâu h,theo phương vuông góc với mặt nước.Người ấy thấy như hòn sỏi được nâng lên gần mặt nước,theo phương thẳng đứng đến điểm A ’ chiết suất của nước là 4/3. a. Hãy thiết lập công thức tính khoảng cách AA ’ b. Biết khoảng cách từ A ’ tới mặt nước là 40cm.Tính chiều sâu của bể nước ĐS:a. AA ’ =h 1 1 n   −  ÷   ;b.h=50,33cm Bài 17: Một bản trong suốt có hai mặt song song,chiết suất n= 2 ,dày e=3cm.Một tia sáng qua bản mặt song song dưới góc tới i= 45 0 a. Chứng minh tia sáng ló song song với tia tới b. Tính độ dời ngang của tia sáng ĐS: a.sử dụng ĐLKXAS ở 2 mặt bản (i ’ =i); b. d=0,9cm CHỦ ĐỀ 2:PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Bài1:Một khối thủy tinh P có chiết suất n=1,5,tiết diện thẳng là một tam giác ABC vuông góc tại B.Chiếu vuông góc tới mặt AB một chùm sáng song song SI. a. Khối thủy tinh P ở trong không khí.Tính góc D làm bởi tia tới và tia ló b. Tính lại góc D nếu khối P ở trong nước có chiết suất n=4/3 ĐS: a. D=90 0 ; b. D=7 0 42 ’ Bài 2:Một tia sáng trong thủy tinh đến mặt phân cách giữa thủy tinh với không khí dưới góc tới i=30 0 ,tia phản xạ và khúc xạ vuông góc nhau. a. Tính chiết suất của thủy tinh b. Tính góc tới i để không có tia sáng ló ra không khí ĐS: a. n= 3 ; b. i>35 0 44 ’ Bài 3: Một tia sáng đi từ một chất lỏng trong suốt có chiết suất n chưa biết sang không khí với góc tới như hình vẽ. Cho biết α = 60 o , β = 30 o . a) Tính chiết suất n của chất lỏng. b) Tính góc α lớn nhất để tia sáng không thể ló sang môi trường không khí phía trên. ĐS: a. n= 3 ; b. ax 54 44' o m α ⇒ ≈ Giáo viên:Nguyễn Duy Khánh THPT Phan Văn Trị Bài 4:Một khối thủy tinh hình hộp có tiết diện thẳng là hình chữ nhật ABCD,chiết suất n=1,5 Một tia sáng trong mặt phẳng chứa tiết diện ABCD ,đến AB dưới góc tới i, khúc xạ vào trong thủy tinh đến mặt BC như hình vẽ.Tia sáng có ló ra khỏi mặt CD được không? ĐS:Tia sáng phản xạ toàn phần tại mặt CD Bài 5:Một chậu miệng rộng có đáy nằm ngang chứa chất lỏng trong suốt đến độ cao h=5,2cm.Ở đáy chậu có một nguồn sáng nhỏ S.Một tấm nhựa mỏng hình tròn tâm O bán kính R=4cm ở trên mặt chất lỏng mà tâm O ở trên đường thẳng đứng qua S.Tính chiết suất n của chất lỏng,biết rằng phải đặt mắt sát mặt chất lỏng mới thấy được ảnh của S ĐS: n= 1,64 Bài 6:Có ba môi trường trong suốt.Với cùng góc tới i:nếu tia sáng truyền từ (1) vào (2) Thì góc khúc xạ là 30 0 ,truyền từ (1) vào (3) thù góc khúc xạ là 45 0 .Hãy tính góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách (2) và (3): ĐS:i gh =45 0 Bài 7:Một khối bán trụ trong suốt có chiết suất n= 2 .Một chùm tia sáng hẹp nằm trong mặt. Phẳng của tiết diện vuông góc,chiếu tới khối bán trụ như hình vẽ.Xác định đường đi của chùm tia tia sáng với các giá trị sai đây của góc α : a. α =60 0 ĐS:khúc xạ với r=45 0 b. α =45 0 r=90 0 c. α =30 0 phản xạ toàn phần Bài 8:Một ngọn đèn nhỏ S nằm dưới đáy của một bể nước nhỏ,sâu 20cm.Hỏi phải thả nổi trên mặt nước một tấm gỗ mỏng có vị,trí hình dạng và kích thước nhỏ nhất là bao nhiêu để vừa vặn không có tia sáng nào của ngọn đèn lọt qua mặt thoáng của nước?chiết suất của nước là 4/3 ĐS:Tấm gỗ hình tròn,tâm nằm trên đường thẳng đứng qua S,bán kính R=22,7cm Bài 9:Một sợi quang hình trụ,lõi có chiết suất n 1 =1,5,phần võ bọc có chiết suất n= 2 .Chùm tia tới hội tụ ở mặt trước của sợi với góc 2 α như hình vẽ.Xác định α để các tia sáng của chùm truyền được đi trong ống :ĐS: 0 30 α ≤ Bài 10:Một chùm tia sáng hẹp SI truyền trong mặt phẳng tiết diện vuông góc của một khối trong suốt có tiết diện như hình vẽ.Hỏi khối trong suốt nầy phải có chiết suất là bao nhiêu để tia sáng đến tại mặt AC không bị ló ra không khí ĐS: 2n > Bài 11:Một tấm thủy tinh mỏng trong suốt,chiết suất n=1,5,có tiết diện hình chữ nhật ABCD (AB rất lớn so với AD),mặt đáy AB tiếp xúc với một chất lỏng chiết suất n ’ = 2 .Chiếu một tia sáng đơn sắc SI nằm trong mặt phẳng ABCD tới mặt AD sao cho tia tới nằm phía trên pháp tuyến ở điểm tới và tia khúc xạ trong thủy tinh gặp mặt đáy AB ở điểm K.Tính giá trị lớn nhất. của góc tới i để có phản xạ toàn phần tại K ĐS: i 6 π ≤ Bài 12:Một đĩa gỗ bán kính R=5cm nổi trên mặt nước.Tâm đĩa có cắm một cây kim thẳng đứng.Dù mắt đặt ở đâu trên mặt thoáng của nước cũng không nhìn thấy cây kim.Tính chiều dài tối đa của cây kim ĐS:4,4cm Giáo viên:Nguyễn Duy Khánh THPT Phan Văn Trị A B CD I J S ° n α n α α C A S I n Bài 13:Đổ một chất lỏng mà người ta muốn đo chiết suất vào trong một chậu rồi thả nổi trên mặt thoáng một đĩa tròn có bán kính 12cm.Tại tâm O của đĩa về phía dưới có một cái kim vuông góc với mặt đĩa,người ta chỉ trông rõ đầu kim khi kim dài hơn 10,6cm.Tính chiết suất của chất lỏng,và cho biết chất lỏng đó là chất lỏng gì? ĐS: n=4/3 Giáo viên:Nguyễn Duy Khánh THPT Phan Văn Trị . sáng truyền từ môi trường trong suốt 1 có chiết suất 1,5 sang môi trường trong suốt 2 có chiết suất 3 với góc tới i,thì tia khúc xạ sang môi trường thứ 2 hợp với pháp tuyến góc khúc xạ r.Biết. suất n chưa biết sang không khí với góc tới như hình vẽ. Cho biết α = 60 o , β = 30 o . a) Tính chiết suất n của chất lỏng. b) Tính góc α lớn nhất để tia sáng không thể ló sang môi trường không. Chứng minh tia sáng ló song song với tia tới b. Tính độ dời ngang của tia sáng ĐS: a.sử dụng ĐLKXAS ở 2 mặt bản (i ’ =i); b. d=0,9cm CHỦ ĐỀ 2:PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Bài1:Một khối thủy tinh P có chiết