Tổ Vật Lý - Trường THPT Bình Phú Trang 1 Chương 5 SỰ PHẢN XẠ & KHÚC XẠ ÁNH SÁNG SỰ PHẢN XẠ & KHÚC XẠ ÁNH SÁNGSỰ PHẢN XẠ & KHÚC XẠ ÁNH SÁNG SỰ PHẢN XẠ & KHÚC XẠ ÁNH SÁNG SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG – SỰ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG – GƯƠNG PHẲNG I - SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG:    Nguồn sáng - vật sáng: • Nguồn sáng: là những vật tự phát ra ánh sáng. • Vật sáng: bao gồm nguồn sáng và vật được chiếu sáng.    Vật chắn sáng - vật trong suốt: • Vật chắn sáng: là vật không cho ánh sáng truyền qua. • Vật trong suốt: là vật cho ánh sáng truyền qua hầu như hoàn toàn.    Đònh luật truyền thẳng của ánh sáng: Trong một môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền theo đường thẳng.    Tia sáng - chùm sáng: •Tia sáng : là đường truyền của ánh sáng.    Chú ý: Trong một môi trường trong suốt và đồng tính thì tia sáng là đường thẳng. • Chùm sáng: là tập hợp vô số tia sáng tạo thành một chùm tia. Có ba loại chùm tia:    Nguyên lí thuận nghòch về chiều truyềøn ánh sáng: Nếu AB là một đường truyền của ánh sáng thì trên đường đó ánh sáng có thể truyền từ A đến B hoặc từ B đến A. Bài 1 Bài 1Bài 1 Bài 1 Trang 2 22 2 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học II- SỰ PHẢN XẠ CỦA ÁNH SÁNG:    Hiện tượng phản xạ ánh sáng: Hiện tượng tia sáng bò đổi hướng, truyền trở lại môi trường cũ khi gặp bề mặt nhẵn gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng.    Đònh luật phản xạ ánh sáng: •Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới. • Góc phản xạ bằng góc tới.(i’ = i) III- GƯƠNG PHẲNG:    Đònh nghóa: Gương phẳng là một phần mặt phẳng (nhẵn) phản xạ được hầu như hoàn toàn ánh sáng chiếu tới nó.    Những đặc điểm của ảnh tạo bởi gương phẳng : a/ Cách vẽ ảnh một điểm sáng qua gương: - Từ điểm sáng vẽ hai tia tới gương (giới hạn một chùm tia tới là chùm tia phân kỳ) - Vẽ hai tia phản xạ ứng với hai tia tới theo đònh luật phản xạ ánh sáng (giới hạn chùm tia phản xạ cũng là chùm tia phân kỳ) - Điểm đồng quy của chùm tia phản xạ là ảnh của điểm sáng.    Chú ý: Ảnh một vật là tập hợp ảnh của các điểm trên vật đó. b/ Đặc điểm ảnh của một vật qua gương: -Ảnh đối xứng với vật qua mặt phẳng gương. -Ảnh có kích thước bằng vật. -Vật thật cho ảnh ảo,vật ảo cho ảnh thật. Tổ Vật Lý - Trường THPT Bình Phú Trang 3  Câu hỏi:    Phát biểu đònh luật truyền thẳng ánh sáng.Trình bày những ứng dụng của đònh luật truyền thẳng ánh sáng trong đời sống.    Nêu nguyên lý thuận nghòch của chiều truyền sáng.    Trình bày hiện tượng phản xạ ánh sáng, đònh luật phản xạ ánh sáng.    Nêu cách vẽ ảnh một điểm sáng qua gương, những đặc điểm ảnh của một vật sáng qua gương.    Thế nào là vật thật, vật ảo, ảnh thật, ảnh ảo? Bài tập:    Chiếu một chùm tia sáng rộng vào một gương phẳng G. Hãy vẽ chùm tia phản xạ trong các hình vẽ sau:    Hãy vẽ ảnh vật sáng AB qua gương phẳng:    Cho hai điểm A và B trước một gương phẳng như hình vẽ. a/ Bằng cách vẽ hãy xác đònh điểm I trên gương sao cho tia tới AI sẽ cho tia phản xạ IB.Trình bày cách vẽ. b/ Gọi J là một điểm bất kỳ trên gương, với J không trùng với I. Chứng minh rằng AI + IB < AJ + JB    Chiếu một tia sáng SI tới một gương phẳng G. Tia phản xạ là IR. Giữ tia tới SI cố đònh, quay gương G một góc α quanh một trục nằm trong mặt phẳng gương và vuông góc với mặt phẳng tới. Tia phản xạ mới là I’R’. Tính góc tạo bởi IR và I’R’. Đáp số: 2α Trang 4 44 4 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học GƯƠNG CẦU I- CÁC ĐỊNH NGHĨA:    Gương cầu: là một phần mặt cầu phản xạ được hầu như hoàn toàn ánh sáng chiếu vào nó.    Phân loại: Gương cầu được chia làm hai loại: • Gương cầu lõm: là gương cầu có mặt phản xạ là mặt cầu lõm, tâm gương nằm trước gương. • •• • Gương cầu lồi: là gương cầu có mặt phản xạ là mặt cầu lồi, tâm gương nằm sau gương.    Các yếu tố của gương cầu: Gương cầu lõm Gương cầu lồi  Để đơn giãn trong việc vẽ hình, người ta ký hiệu gương cầu như sau: Gương cầu lõm Gương cầu lồi    Điều kiện tương điểm: (điều kiện có ảnh rõ nét) • Góc mở ϕ của gương phải rất nhỏ. • Góc tới của các tia sáng trên gương phải rất nhỏ, tức là tia tới gần như song song với trục chính. II-TIÊU ĐIỂM - TIÊU CỰ :    Tiêu điểm chính F: Là điểm đồng qui trên trục chính của chùm tia phản xạ ứng với chùm tia tới gương song song với trục chính.    Vò trí tiêu điểm chính: là trung điểm của đoạn OC Bài 2 Bài 2Bài 2 Bài 2 Tổ Vật Lý - Trường THPT Bình Phú Trang 5    Chú ý: • Gương cầu lõm có F là tiêu điểm thật, ở trước của gương. • Gương cầu lồi có F là tiêu điểm ảo, ở sau gương.    Tiêu diện: là mặt phẳng vuông góc với trục chính, chứa tiêu điểm chính F.    Tiêu điểm phụ F 1 : Là điểm đồng qui trên trục phụ của chùm tia phản xạ ứng với chùm tia tới gương song song với trục phụ đó.    Vò trí tiêu điểm phụ: giao điểm trục phụ với tiêu diện.    Tiêu cự f: là khoảng cách đại số từ tâm O tới tiêu điểm chính F và có độ lớn bằng nửa bán kính R của gương. 2 R f =    Quy ước dấu: • Gương cầu lõm: f > 0 • Gương cầu lồi : f < 0 Chứng minh: Ta có: Tam giác IFC cân tại F ⇒ ⇒⇒ ⇒ cosi = FC 2 R FC 2 IC = Theo điều kiện tương điểm thì i rất nhỏ ⇒ cosi ≈1 ⇒ f = OF = 2 R III-ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG:    Tia bất kỳ: Một tia sáng tới gặp gương cầu cho tia phản xạ đối xứng với tia tới qua pháp tuyến của gương cầu là đường thẳng nối tâm gương với điểm tới. Trang 6 66 6 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học    Các tia đặc biệt: • Tia tới (hoặc đường kéo dài của tia tới) đi qua tâm C cho tia phản xạ truyền ngược lại với tia tới. • Tia tới đỉnh O cho tia phản xạ đối xứng với tia tới qua trục chính. • Tia tới song song trục chính cho tia phản xạ (hoặc đường kéo dài của tia phản xạ) qua tiêu điểm chính F. • Tia tới (hoặc đường kéo dài của tia tới) qua tiêu điểm chính F cho tia phản xạ song song trục chính. • Tia tới song song trục phụ cho tia phản xạ (hoặc đường kéo dài của tia phản xạ) qua tiêu điểm phụ F 1 trên trục phụ đó. Tổ Vật Lý - Trường THPT Bình Phú Trang 7 IV-VẼ ẢNH CỦA MỘT VẬT QUA GƯƠNG CẦU:    Nguyên tắc chung: • •• • Vẽ ảnh một điểm sáng qua gương: Muốn vẽ ảnh một điểm sáng qua gương cầu, từ điểm sáng ta vẽ hai tia tuỳ ý tới gương, vẽ hai tia phản xạ ứng với hai tia tới đó. nh của điểm sáng chính là điểm đồng quy của hai tia phản xạ. • •• • Vẽ ảnh một vật sáng qua gương: nh của một vật sáng là tập hợp của ảnh tất cả các điểm sáng trên vật.    Vật là điểm sáng nằm ngoài trục chính :    Vật là điểm sáng nằm trên trục chính:    Vật là đoạn thẳng nhỏ đặt vuông góc trục chính: Vẽ ảnh của điểm nằm ngoài trục chính rồi hạ vuông góc trục chính, ta sẽ được ảnh của vật. V- CÔNG THỨC GƯƠNG CẦU:    Công thức đònh vò trí: a/ Công thức: ' d 1 d 1 f 1 += Trang 8 88 8 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học Với: Tiêu cự : f = OF ; Vò trí vật: d = OA ; Vò trí ảnh: d’= 'OA    Quy ước: • Vật thật d > 0 • Vật ảo d < 0. • Ảnh thật d’> 0 • Ảnh ảo d’< 0 b/ Chứng minh công thức: Ta có : ∆ OAB ∼ ∆ OA’B’ ⇒ OA 'OA AB 'B'A −= ∆ CAB ∼ ∆ CA’B’ ⇒ CA 'CA AB 'B'A = ⇒ - OCOA OC'OA OA 'OA − − = ⇒ - d’(d – 2f ) = d (d’ – 2f) Chia hai vế cho 2f dd’ ⇒ ' d 1 d 1 f 1 +=    Độ phóng đại của ảnh (k): d 'd AB 'B'A k −==    Quy ước: • k > 0 : Ảnh vật cùng chiều, khác tính chất. • k < 0 : Ảnh vật ngược chiều, cùng tính chất.    Chú ý: • AB ' B ' A k = là tỉ số giữa độ lớn ảnh và độ lớn vật. • Công thức tính độ dài ảnh A’B’ = |k|.AB VI- ỨNG DỤNG:    Gương cầu lõm: -Dùng trong lò mặt trời để tập trung ánh sáng tại tiêu điểm của gương. -Dùng trong các đèn pha ôtô, đèn biển. -Dùng trong kính thiên văn phản xạ để tạo ra ảnh thật tại tiêu điểm gương của các thiên thể ở xa. Tổ Vật Lý - Trường THPT Bình Phú Trang 9    Gương cầu lồi: •Thò trường gương cầu lồi: Mắt đặt tại điểm M trước gương cầu lồi cho ảnh ảo M’.Mắt nhìn vào gương sẽ thấy ảnh những vật nằm trong vùng không gian ở trước gương, giới hạn bởi hình nón có đỉnh M’, mặt bên tựa trên vành gương. Vùng không gian trên gọi là thò trường của gương. • Gương cầu lồi có thò trường lớn nên được dùng làm kính chiếu hậu của ôtô, xe máy…  Câu hỏi:    Trình bày cách vẽ ảnh một điểm sáng qua gương cầu. Vẽ hình.    Nêu điều kiện ảnh rõ nét qua gương cầu.    Viết các công thức của gương cầu, nêu tên các đại lượng và các quy ước về dấu.    Nêu các ứng dụng của gương cầu.    Chứng minh các công thức f = 2 R và ' d 1 d 1 f 1 += . Bài tập:    Xét gương cầu lõm. Hãy điền vào đầy đủ vào bảng sau và vẽ hình minh hoạ cho từng trường hợp (mỗi trường hợp vẽ hai hình: vật là điểm sáng trên trục chính và vật là đoạn thẳng vuông góc với trục chính): Vò trí vật Vò trí ảnh nh thật hay ảo nh cùng hay ngược chiều so với vật Độ lớn ảnh so với vật Vật thật ở vô cực Vật thật trong khoảng từ ∞ đến C Vật thật ở tâm C Vật thật trong khoảng từ C đến F Vật thật ở tại F Vật thật trong khoảng từ F tới O Trang 10 1010 10 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học    Đối với gương cầu lồi, vật thật đặt ở vò trí nào trước gương sẽ cho ảnh ảo nhỏ hơn vật? Vẽ hình minh hoạ (hai trường hợp: vật là điểm sáng trên trục chính và vật là đoạn thẳng vuông góc với trục chính).    Trong các trường hợp sau đây cho biết S’ là ảnh của một điểm sáng S qua một gương cầu có trục chính là xy. Bằng phép vẽ hình và trình bày cách vẽ để xác đònh O, F, C. Cho biết loại gương cầu, tại sao? ➃ ➃➃ ➃ Một vật AB cao 2 cm đặt thẳng góc với trục chính của một gương cầu, có bán kính mặt cầu là 40 cm. Xác đònh vò trí, tính chất, độ phóng đại ảnh và độ lớn của ảnh khi đặt vật cách gương 30 cm trong hai trường hợp: a/ Gương cầu lồi. b/ Gương cầu lõm. Đáp số: a/ Gương cầu lõm: d’ = 60 cm; k= -2; A’B’ = 4cm b/ Gương cầu lồi: d’ = -12 cm; k = 0,4 ; A’B’ = 0,8 cm ➄ ➄➄ ➄ Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của gương cầu lõm, cách gương 20 cm. Ta thấy ảnh thật lớn gấp 3 lần AB. Tính tiêu cự của gương và vẽ hình minh hoạ. Đáp số: 15cm SỰ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG I-HIỆN TƯNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG:    Đònh nghóa: Hiện tượng khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt thì tia sáng bò gảy khúc (đổi hướng đột ngột) ở mặt phân cách gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Bài 3 Bài 3Bài 3 Bài 3 [...]... các đề thi học kỳ và các đề thi Tốt Nghiệp Bài 22: (Đề thi HK II 1997 – 1998) Vật sáng và màn đặt song song, cách nhau 90cm Một thấu kính hội tụ đặt trong khoảng giữa vật và màn, có trục chính vuông góc với màn Ta thấy có hai vò trí của thấu kính cho ảnh rõ nét Trang 30 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học của vật trên màn và hai vò trí này cách nhau 30cm Tính tiêu cự của thấu kính Bài 23: (Đề thi. .. S’ là ảnh của điểm sáng S qua thấu kính có quang tâm O và trục chính là xy a/ Bằng cách vẽ và trình bày cách vẽ, hãy xác đònh các tiêu điểm chính của thấu kính và cho biết thấu kính đó là thấu kính gì? Tại sao? Trang 28 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học b/ Cho SS’ = 16 cm; tiêu cự của thấu kính là 12cm Tìm các đoạn OS và OS’ Đáp số: 8cm ; 24cm Bài 12: Cho A' là ảnh ảo của một điểm sáng A nằm... đối của chân không bằng 1 và chiết suất tuyệt đối của không khí xấp xỉ 1, chiết suất tuyệt đối của các môi trường khác đều lớn hơn 1 Liên hệ giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối của hai môi trường trong suốt: n2 n1 1 = n 21 n 21 = Chú ý: n12 Trang 12 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học Liên hệ giữa chiết suất các môi trường với vận tốc ánh sáng: a/ Liên hệ giữa chiết suất các môi trường... sáng phản xạ rất lớn Các ảo tượng: Đó là hiện tượng quang học xãy ra trong khí quyển do có sự phản xạ toàn phần của tia sáng trên mặt phân cách giữa lớp không khí lạnh (có chiết suất lớn) và lớp không khí nóng (có chiết suất nhỏ) Sợi quang học: là những sợi bằng chất trong suốt, dễ uốn, có thành nhẵn, hình trụ nhờ hiện tượng phản xạ toàn phần, sợi quang học đóng vai trò “ống dẫn ánh sáng” được ứng dụng... thấu kính một đoạn bằng bao nhiêu, về phía nào để ảnh của vật AB cũng hiện rõ nét trên màn Trang 32 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học Bài 35: (TNPT 2001) Tính vận tốc truyền ánh sáng trong một tấm thủy tinh biết rằng môt tia sáng chiếu từ không khí đến tấm thủy tinh đó với góc tới 600 thì cho tia khúc xạ vuông góc với tia phản xạ Chương 6 MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC Bài 11 MÁY ẢNH VÀ MẮT I/... chiếu liên tục vào phim Cách điều chỉnh máy: Tổ Vật Lý - Trường THPT Bình Phú Trang 33 • Điều chỉnh khoảng cách từ vật kính tới phim để cho ảnh rõ nét trên phim • Điều chỉnh khẩu độ của lỗ tròn trên màn chắn và thời gian mở cửa sập cho phù hợp với cường độ ánh sáng mạnh hay yếu II/ Cấu tạo của mắt về phương diện quang học: Cấu tạo: Về phương điện quang học mắt giống như một máy ảnh, mắt cấu ttạo gồm... các vật ở gần như mắt bình thường Trang 36 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học Mắt viễn thò Cách sửa mắt viễn thò * Nhận xét : Khi đeo thấu kính hội tụ vào, ảnh của vật ở gần nhất cần nhìn thấy phải hiện lên ở Cc của mắt  Câu hỏi: Trình bày cấu tạo và cách điều chỉnh máy ảnh Trình bày cấu tạo của mắt về phương diện quang học Thế nào là sự điều tiết của mắt? Trình bày các khái... 24: (Đề thi HK II BTTH 1999 – 2000) Một vật sáng AB cao 4cm đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính, ta thu được ảnh A1B1 cao 12cm hiện rõ nét trên một màn đặt vuông góc với trục chính của thấu kính Khoảng cách từ vật AB đến màn là 160 cm a/ Thấu kính trên là thấu kính gì? Tại sao? b/ Tìm tiêu cự của thấu kính c/ Giữ nguyên vò trí vật AB và màn, ta phải xê dòch thấu kính một đoạn bao nhiêu, về. .. (Đề thi HK II 2001 – 2002) Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính cho một ảnh thật nằm cách vật một khoảng nào đó Nếu dòch chuyển vật đi một đoạn 30 cm về phía thấu kính thì ảnh của vật cũng dòch chuyển nhưng vẫn là ảnh thật, nằm cách vật như cũ và lớn gấp 4 lần Tìm tiêu cự của thấu kính và vò ri ban đầu của vật Bài 26: (TNPT 1985) Cho xy là trục chính của một thấu kính có quang. .. d' Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học Trang 24 Độ phóng đại của ảnh (k): k= A' B' d' =− d AB Quy ước: • k > 0 : Ảnh vật cùng chiều, khác tính chất • k < 0 : Ảnh vật ngược chiều, cùng tính chất Chú ý: •k = A' B' là tỉ số giữa độ lớn ảnh và độ lớn vật AB • Công thức tính độ dài ảnh: A’B’ = |k|.AB  Câu hỏi: Đònh nghóa và phân loại thấu kính Nêu các điểm khác nhau về tiêu điểm ảnh . khác đều lớn hơn 1.    Liên hệ giữa chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối của hai môi trường trong suốt: 1 2 21 n n n =    Chú ý: 21 12 1 n n = Trang 12 1 212 12 . xứng nhau qua quang tâm. • Nếu xét chiều ánh sáng truyền tới thấu kính người ta chia tiêu điểm chính thấu kính làm hai loại: Trang 20 2020 20 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học . gương cầu là đường thẳng nối tâm gương với điểm tới. Trang 6 66 6 Tài liệu Vật Lý Khối 12 – Quang hình học    Các tia đặc biệt: • Tia tới (hoặc đường kéo dài của tia