110 CHƯƠNG VI: KHÚC X Ạ ÁNH SÁNG I. M ỤC TIÊU - HV hiểu rõ và sâu sắc những kiến thức Vật lí đư ợc trình bày trong chương theo tinh thần của vật lí học phổ thông - HV có đư ợc những kỹ năng về thi ết kế bài dạy và tổ chức dạy học theo tinh thần đổi mới hiện nay. II. GI ỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔĐUN Đây là môđun thứ 8 trong số 7 môđun đ ề cập đ ến kiến thức và kỹ năng thiết kế bài dạy học cũng như tổ chức dạy học theo tinh thần đ ổi mới hiện nay. Ở môđun này, giáo viên HV có điều kiện tìm hiểu và làm sâu sắc thêm những kiến thức vật lí liên quan đ ế n Khúc xạ ánh sáng theo tinh thần của Vật lí học phổ thông có trong chương. Những kiến thức này, phần lớn được khai thác từ Internet. Công việc rất quan trọng là học viên thiết kế các bài dạy học cụ thể trong chương, cùng nhau thảo luận, trao đ ổi đ ể tìm đư ợc phương án thiết kế tối ưu nhất. Th ời gian cho mô đun này là 1 bu ổi (4 tiết) III. TÀI LI ỆU VÀ THIẾT BỊ ĐỂ THỰC HIỆN MÔĐUN Sách V ật lí 11, Sách giáo viên V ật lí 11, Tài li ệu bồi d ưỡng thay sách giáo khoa Vật lí 11, Phụ lục 8 IV. HO Ạ T Đ ỘNG Hoạtđộng 1: Phân tích kiến thức có trong chương  Nhiệm vụ: - GgV giới thiệu cấu trúc Phụ lục 8a - HV làm việc theo nhóm bằng cách đ ọc tài liệu có trong phần phụ lục và thảo luận  Thông tin cho hoạt động: Phụ lục 3 Ho ạt động 2: Thiết kế bài dạy học  Nhiệm vụ: - GgV giới thiệu một phương án cụ thể về thiết kế bài dạy học trong chương đư ợc trình bày trong Phụ lục 8b. - Mỗi nhóm HV chọn một bài bất kỳ trong chương rồi cùng nhau thiết kế  Thông tin cho hoạt đ ộng : - Sách Vật lí 11, Sách giáo viên Vật lí 11, Phụ lục 8b Ho ạt động 3: Các nhóm trình bày bản thiết kế của nhóm mình  Nhiệm vụ: - Mỗi nhóm cử đ ại diện lên trình bày bản thiết kế của nhóm mình - Các nhóm khác góp ý, bổ sung  Thông tin cho hoạt đ ộng : - Bản thiết kế có đư ợc từ các nhóm V. ĐÁNH GIÁ 111 - GgV đánh giá tinh thần và thái đ ộ làm việc của các nhóm cũng như sản phẩm mà các nhóm có đư ợc . - Thông tin ph ản hồi của đánh giá môđun: Ý kiến thảo luận và các bản thiết kế bài dạy học. V. N ỘI DUNG 1. Chi ết suất của môi trườn g 1.1. Chi ết suất tuyệt đối Chi ết suất tuyệt đối của môi trường được định nghĩa bằng tỉ số của vận tốc ánh sáng trong chân không và v ận tốc trong môi trường vật chất. v c n  V ới v ận tốc ánh sáng truyền trong chân không c = 3.10 8 m/s Chi ết su ất tuyệt đối của môi trường thường được gọi đơn giản là chiết suất của môi trư ờng. V ới ánh sáng nhìn thấy thì tia sáng truyền đi trong môi trường trong suốt chậm hơn so v ới trong chân không nên chi ết suất tuyệt đối bao giờ cũng lớn hơn một (n > 1). Ý ngh ĩa: chi ết suất tuyệt đối của môi trường cho biết vận tốc truyền ánh sáng trong môi trư ờng đó nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không bao nhiêu lần. Tuy nhiên, t ại một số điều kiện nhất định, (như gần hấp thụ cộng hưởng hay đối với tia X), thì chi ết suất n có thể nhỏ hơn 1. Các nghiên c ứu gần đây cho thấy có thể tồn tại chiết suất âm. Hi ện tượng này rất hiếm gặp, mới thấy ở các vật liệu meta (metamaterials) đ ã m ở ra cho khoa h ọc kỹ thuật khả n ăng chế tạo các thấu kính hoàn hảo. http://ngsir.netfirms.com/englishhtm/ripple.htm 1.2. Chi ết suất tỉ đối Chi ết suất của hai môi trường được định nghĩa bằng tỉ số của vận tốc ánh sáng trong môi trư ờng thứ hai và vận tốc ánh sáng trong môi tr ườ ng th ứ nhất. 1 2 12 v v n  hay 2 1 21 v v n  Hệ thức giữa các chiết suất tỉ đối n 12 và n 21 là: 21 12 1 n n  Ngoài ra theo đ ịnh luật khúc x ạ ánh sáng , chi ết suất t ỉ đối còn đư ợc tính bằng t ỉ số gi ữa sin c ủa góc t ới và sin c ủa góc khúc x ạ r i n sin sin 21  bi ểu hiện mức độ gãy khúc của tia sáng khi chuy ển từ một môi tr ường vật chất này sang một môi trường vật chất khác . 1.3. H ệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối Chi ết suất tuyệt đối của môi trư ờng 1: 1 1 v c n  Chi ết suất tuyệt đối của môi trường 2: 2 2 v c n  112 Chi ết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1: 1 2 2 1 2 1 21 / / n n nc nc v v n  V ậy hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối là 1 2 21 n n n  ho ặc 2 1 12 n n n  Tính chi ết quang của một môi trường là một đặc trưng liên quan đến chiết suất của môi trư ờng đó: chiết suất càng lớn thì môi trường càng chiết quang. N ếu n 21 > 1 thì n 2 > n 1 , ngh ĩa môi trường 1 kém chi ết quang hơn môi trường 2. N ếu n 21 < 1 thì n 2 < n 1 , ngh ĩa môi trường 1 chiết quang hơn môi trường 2. 1.4. Đ ặc điểm của chiết suất của môi trường Chi ết suất của môi trường phụ thuộc vào bước sóng hay tần số của ánh sáng. B ảng số li ệu chiết suất c ủa môi trường ứng với các bước sóng khác nhau Môi trư ờng n F (λ=486,1nm) n D (λ=589,3nm) n C (λ=656,3nm) Nước Th ủy tinh crao Th ủy tinh flin Kim cương 1,3371 1,522 1,682 2,435 1,3330 1,517 1,666 2,417 1,3311 1,514 1,658 2,410 Như v ậy chi ết suất của môi trườ ng ph ụ thuộc vào bước sóng hay tần số của ánh sáng . C ụ thể là với bước sóng ng ắn chiết suất của môi trường lớn hơn đối với ánh sáng có bước sóng dài hơn. S ự phụ thuộc chiết suất vào b ước sóng của ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có bư ớc sóng khác nhau sẽ có tốc đ ộ khác nhau trong môi trường đang xét và bị khúc xạ dưới nh ững góc khác nhau khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường. Do v ậy chùm sáng g ồm nhiều thành phần có bước sóng khác nhau thì do sự khúc xạ khác nhau tại mặt phân cách gi ữa hai môi trường sẽ bị tách thành các thành ph ần khác nhau. (Hiện tượng tán sắc ánh sáng). Ví d ụ: khi chùm tia sáng trắng gồm nhiều ánh sáng đơn sắc có bước sóng khác nhau tương ứng với các màu khác nhau: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím truyền qua lăng kính th ủy tinh. Thì ch ùm tia sáng tr ắng bị phân tích ra thành nhiều chùm tia màu, chùm tia tím b ị khúc xạ nhiều nhất, chùm tia đỏ bị khúc xạ ít nhất. B ảng số liệu chiết suất của một số chất Ch ất rắn (20 0 ) Chi ết suất Ch ất rắn (20 0 ) Chi ết suất Kim cương Th ủy tinh flin Th ủy tinh crao Nư ớc đá 2,42 1,603 ÷ 1,865 1,464 ÷ 1,532 1,309 Mu ối ăn H ổ phách Polistrien Xaphia 1,544 1,546 1,590 1,768 Chất lỏng (20 0 ) Chiết suất Chất lỏng (20 0 ) Chiết suất Nư ớc 1,333 Rư ợu êtilic 1,361 113 Bazen 1,501 Glixerol 1,473 Ch ất khí (0 0 ) Chi ết suất Ch ất khí (0 0 ) Chi ết suất Không khí 1,000293 Cacbonic 1,00045 Chi ết su ất không khí ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,000293 nên nếu không đòi hỏi độ chính xác cao thì có th ể coi chiết suất không khí bằng chiết suất của chân không n kk = 1. 1.5. Ứng dụng Chi ết suất c ủa vật liệu là một trong những tính chất quan trọng nhất khi thiết kế các h ệ thống quang học sử dụng hiện tượng khúc xạ. Ngoài ra chiết suất vật liệu còn được dùng đ ể tính tiêu cự cho thấu kính hay độ phân giải của lăng kính. Đo đ ạc chiết suất có thể giúp suy ra n ồng độ các dung dịch hay độ tinh khiết của hỗn hợp trong hóa học. 2. Khái niệm môi trư ờng quang học 2.1. Môi trư ờng trong suốt Môi trư ờng trong suốt là môi trường không có tâm tán xạ, tức là không có các hạt ch ất vẩn và có hệ số hấp thụ ánh sáng r ất nhỏ. Tuy nhiên môi trư ờng có thể trong suốt đối v ới ánh sáng có bước sóng này nhưng lại không trong suốt với ánh sáng có bước sóng khác. Môi trư ờng trong suốt có thể không có thể không có màu (trong suốt đối với toàn bộ ánh sáng nhìn th ấy) hoặc có màu nh ất định (trong suốt đối với một vùng ánh sáng nhất đ ịnh). Ví d ụ một số môi trường trong suốt: tấm kính trong suốt màu đỏ, màu lục, cốc nước trong su ốt không màu. 2.2. Môi trư ờng đồng tính và không đồng tính Môi trư ờng đồng tính là môi trường có chiết su ất không thay đổi. Môi trư ờng không đồng tính là môi trường có chiết suất thay đổi chậm t ừ đi ểm này đ ến điểm khác. Ánh sáng hay bức xạ điện từ di chuyển trong môi trường như vậy sẽ đi theo không đi theo đư ờng thẳng mà là đi theo đường cong hoặc bị hội tụ hay phân k ỳ. 2.3. Môi trư ờng đẳng hướng và không đẳng hướng Môi trư ờng đẳng hướng là môi trường mà chiết suất không phụ thuộc vào hướng phân c ực và ph ương chiếu của ánh sáng. Môi trư ờng không đẳng hướng là môi trường mà chiết suất phụ thuộc vào hướng phân c ực và phương chiếu của ánh sáng. 3. Đ ịnh luật khúc xạ ánh sáng 3.1. Hi ện tượng Hi ện tượng lệch phương của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách gi ữa hai môi trường trong suốt khác nhau được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. 114 3.2. N ội dung định luật khúc xạ ánh sáng (laws of light refraction) Đ ịnh luật khúc xạ ánh sáng được hai nhà khoa học René Descartes (Đ ề -các) và Willebord Snell (Xnen) đ ồng th ời nghiên cứu và khám phá độc lập với nhau. Trong đó W.Snell (1580 – 1627) là ngư ời đầu tiên nghiên cứu đường đi c ủa một tia sáng ở mặt phân cách của hai môi tr ường và là ngư ời phát hiện ra trư ớc tiên định luật về sin các góc nhưng dư ới dạng các góc nhỏ . Sau đó Descartes m ột cách độc lập đã tìm l ại các kết quả đó nhưng đầy đủ và khái quát hơn và công b ố vào năm 1637. Vì vậy định luật khúc xạ ánh sáng còn đư ợc gọi là đ ịnh luật Snell -Descartes. Tuy nhiên ở khu vực các nư ớc nói tiếng Anh, định luật khúc xạ ánh sáng gọi là đ ịnh luật Snell. Còn ở khu vực các n ước nói tiếng Pháp thì đ ịnh luật khúc xạ ánh sáng gọi là định luật Descartes. Khi tia sáng SI t ới mặt phân cách ph ẳng gi ữa hai môi trường trong suốt 1 và 2 tại I + Một phần tia sáng phản xạ trở lại môi trường 1 theo đường IS’ + M ột phần tia sáng thay đổi hướn g đi vào môi trư ờng 2 theo đường IR. Cư ờng độ sáng của hai tia này là khác nhau thay đổi theo góc tới nhưng sự phân René Descartes (1596-1650, là nhà triết học, toán học, vật lí ngư ời Pháp) Willebord Snell ( 1580 - 1627, là giáo sư toán và v ật lí ngư ời Hà Lan) 115 chia năng lư ợng của tia phản xạ và tia khúc xạ tuân theo định luật bảo toàn năng lư ợng . Khi tia sáng đ ến mặt phân cách của hai m ôi trư ờng trong suốt đồng tính và đẳng hư ớng mà bị khúc xạ vào môi trường thứ hai thì nó tuân theo định luật khúc xạ. Đ ịnh luật khúc xạ ánh sáng (đ ịnh luật Snell -Descartes) - Tia t ới và tia khúc xạ cùng nằm trong mặt phẳng tới (mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuy ến với mặt phân cách vẽ từ điểm tới) và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới. - T ỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là một đại lượng không đổi đối với hai môi trư ờng quang học cho tr ước. sinrnsini n hay n n n sinr sini 21 1 2 21  v ới 2 1 21 v v n  là chi ết suất tỉ đối của môi trường 2 (môi trường chứa tia tới) đối với môi trư ờng 1 (môi tr ường chứa tia khúc xạ) n 1 là chi ết suất tuyệt đối của môi trường 1 (môi trường chứa tia tới) n 2 là chi ết suất tuyệt đôi của môi trường 2 (môi trường chứ a tia khúc x ạ) Khi n 21 >1 thì i > r: tia khúc x ạ lại gần pháp tuyến Khi n 21 <1 thì i < r: tia khúc x ạ l ệch xa pháp tuy ến Nguyên nhân c ủa hiện t ượng khúc xạ đó là s ự thay đổi tốc độ truyền ánh sáng từ môi trư ờng này sang môi trường khác. Nói cách khác v ận t ốc ánh sáng trong môi trường khác nhau thì khác nhau. B ằng lí thuy ết Huyghen, ta có th ể g iải thích khi đ ập vào mặt phân cách gi ữa hai môi tr ường vì vận tốc truyền khác nhau nên mặt đầu sóng sẽ bị đổi phương do đó phương truy ền của tia sáng bị gãy khúc tạ i m ặt phân cách. S S’ N N’ R i i’ r n 1 I n 2 SI là tia tới; I là điểm tới, NIN’ là pháp tuyến tại mặt phân cách tại I IR là tia khúc xạ; IS’ là tia ph ản xạ i là góc tới; r là góc khúc xạ 116 Lưu ý v ề chiến lược dạy học Ta có th ể giới thiệu cho học sinh các viết công thức định luật khúc x ạ d ư ới dạng đ ối xứng cho dễ nhớ sinrnsinin 21  . D ạng này có ưu điểm hơn dạng trình bày của sách giáo khoa nh ất là khi cần thiết phải lập mối liên hệ về góc trong các môi trường có chi ết suất biến thiên n isinn sininsinin n2211  http://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harrison/Flash/Optics/Refraction/Refraction.html http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/optiqueGeo/dioptres/dioptre_plan.html 3.3. S ự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang hơn (n 1 < n 2 ) Khi n 1 < n 2 thì i > r: tia khúc x ạ lại gần pháp tuyến và môi trường (2) chiết quang hơn môi trư ờng (1). Khi góc t ới i tăng dần thì góc khúc xạ r cũng tăng dần nhưng luôn luôn nhỏ hơn i. Góc i có th ể lấy các giá trị từ 0 0 t ới 90 0 Đ ối với tia S 1 I vuông góc v ới mặt phân cách: một phần của tia sáng bị phản xạ trở l ại, phần còn lại đi qua mặt phân cách khôngđổi phương. Đ ối với tia S 2 I: m ột phần của tia sáng phản xạ trở lại theo đường IS 2 ’, ph ần cò n l ại khúc x ạ theo đường IR 2 . Đ ối với tia S 3 I có góc t ới đạt giá trị lớn nhất bằng 90 0 : không còn có tia ph ản xạ, ch ỉ còn tia khúc xạ có góc khúc đạt một giá trị giá trị lớn nhất là r gh g ọi là góc khúc xạ giới h ạn được tính như sau Áp d ụng định luật khú c x ạ ánh sáng: n 1 sin90 0 = n 2 sinr gh  2 1 sin n n r gh  r r gh i I R 3 R 2 R 1 S 3 S 2 S 1 N n 1 n 2 i’ S 2 ’ 117 Như v ậy, trong trư ờng hợp ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất nhỏ hơn sang môi trư ờng có chiết suất lớn h ơn thì luôn luôn có tia khúc xạ trong môi trường thứ hai. C:\Users\TUAN\Downloads\Video\bending-light_vi.jar 3.4. S ự truyền ánh sáng vào môi chiết quang kém h ơn (n 1 > n 2 ) Khi ánh sáng truy ền từ môi tr ường có chiết suất l ớn sang môi trư ờng có chiết suất nh ỏ hơn n 1 > n 2 thì i < r ( tia khúc x ạ đi lệch xa pháp tuyến hơn).Ví dụ: ánh sáng truyền từ thủy tinh ra không khí, nư ớc sang không khí, từ thuỷ tinh sang không khí, từ thuỷ tinh sáng nư ớc, …. Khi góc t ới t ăng thì góc khúc xạ tăng. Theo định luật bảo toàn năng lư ợng thì năng lượng của tia tới được phân bố cho tia phản xạ và tia khúc xạ. Nên khi góc tới càng tăng th ì c ường độ của tia phản xạ càng tăng và cường độ của tia sáng khúc xạ càng giảm. Khi góc khúc x ạ đạt đến giá trị cực đại 90 0 , t ức là cường độ của tia sáng khúc x ạ giảm đến không thì góc t ới đạt giá trị i gh g ọi là góc tới giới hạn thỏa mãn định luật khúc xạ 1 2 gh 0 2gh1 n n sinisin90nsinin  Khi góc t ới lớn h ơn góc t ới gi ới hạn i gh , ánh sáng không đi vào môi trư ờng thứ hai, toàn b ộ ánh sáng sẽ bị phản xạ và cư ờng độ của tia phản xạ bằng cường độ của tia tới. Lúc đó ta có hi ện t ượng phản xạ toàn phần x ảy ra tại mặt phân cách giữa hai môi tr ường. Đ ể minh họa rõ hơn, ta xét tia sáng SI tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong su ốt 1 và 2 tại I + Tia S 1 I có góc t ới nhỏ thì tia khúc xạ IR 1 l ệch xa pháp so với tia tới và rất sáng, còn tia ph ản xạ IS 1 ’ r ất mờ. + Tia S 2 I có góc t ới bằng góc giới hạn thì tia khúc xạ IR 2 g ần nh ư sát mặt phân cách r ất mờ, còn tia phản xạ IS 2 ’ r ất sáng. + Tia S 3 I có góc t ới l ớn hơn góc giới hạn thì tia khúc xạ không còn, còn tia phản x ạ IS 3 ’ r ất sáng. 118 Như v ậy, khi tia sáng truy ền từ môi trường có chiết quang hơn sang môi trư ờng có chi ết quang kém, tia sáng ch ỉ cho tia phản xạ, không cho tia khúc xạ khi nó tới m ặt phân cách dư ới một góc lớn hơn hoặc bằng góc tới giới hạn. Hiện tượng đó gọi là hi ện tượng ph ản xạ toàn phần. 3.5. Hi ện tượng phản xạ toàn phần (total reflection) Ph ản xạ toàn phần là hiện tượng trong đó toàn bộ tia sáng tới mặt phân cách hai môi trư ờn g trong su ốt chỉ cho tia phản xạ, không cho tia khúc xạ. Đi ều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần - Ánh sáng truy ền từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nh ỏ hơn n 1 > n 2 . - Góc t ới phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn i ≥ i gh D ấu “=” ở đây ch ỉ trư ờng hợp giới hạn, hiện tượng phản xạ toàn phần bắt đầu xảy ra. Ứng dụng hiện t ư ợng phản xạ toàn phần Hi ện t ượng phản xạ toàn phần có rất nhiều ứng dụng trong thực tế. Lăng kính ph ản xạ toàn phần Lăng kính ph ản xạ toàn phần là khối th ủy tinh hình l ăng trụ đứng, có tiết diện thẳng là m ột tam giác vuông cân. Có 2 cách s ử dụng lăng kính phản xạ toàn phần: - Chi ếu tia tới vuông góc với mặt bên, tia sáng đi trong lăng kính sẽ phản xạ toàn ph ần trên mặt huyền của l ăng kính. - Chi ếu tia t ới vuông góc với mặt huyền của lăng kính, tia sáng sẽ bị phản xạ toàn ph ần lần liên tiếp trên hai mặt bên. Lăng kính ph ản xạ toàn phần được dùng thay cho gương phẳng trong một số dụng cụ quang h ọc nh ư ống nhòm, kính tiềm vọng vì nó có ưu điểm là không c ần lớp mạ và tỉ lệ ph ần trăm ánh sáng phản xạ rất lớn. Lăng kính ph ản xạ toàn phần trong ống nhòm 119 4. Cáp quang (optical fiber) Cáp quang g ồm nhiều bó sợi quang ghép và hàn n ối với nhau. Từ những n ăm 60 c ủa thế kỉ trước, người ta đã chế tạo được nh ững bó sợi gồm 100 sợi mỗi mili mét. Hi ện nay, con số này đã đạt đến mức 50.000 s ợi cho 3mm đường kính cáp. Cả bó sợi chỉ b ằng cái kim tiêm, trong đó có nh ững sợi đưa ánh sáng từ ngoài vào và có nh ững sợi thu và truy ền hình ảnh ra. 4.1 C ấu tạo sợi quang (optical fiber) M ỗi sợi quang gồ m hai ph ần chính: + Ph ần lõi trong suốt làm b ằng thu ỷ tinh siêu sạch có chi ết suất lớn (n 1 ) + Ph ần vỏ bọc cũng trong su ốt làm bằng thuỷ tinh chiết su ất n 2 < n 1 . Trong công ngh ệ sợi quang được phân thành hai loại: sợi đơn mốt và sợi đa mốt. S ợi đơn mốt (single mode; monomode) có ph ần lõi đường kính 10μm và phần vỏ có đư ờng kính 125μm. Phần lõi hẹp có công dụng giảm được hiện tượng trải rộng xung ánh sáng. Hi ện tượng này làm cho thời gian truyền qua sợi khác nhau, ảnh hưởng đến tín hi ệu thu được ở đầu ra . Do đó, trong lo ại sợi đơn mốt, các tia sáng gần như truyền song song v ới trục của sợi. Như ợc điểm của loại s ợi đơn m ốt là: chế tạo tốn kém, năng lượng nh ỏ nên tín hiệu yếu. Vì trong quá trình truyền, c ường độ các xung ánh sáng bị hấp thụ do các t ạp chất l ẫn vào thuỷ tinh và sự phân bố bất thường của các nguyên tử ở mối nối. S ợi đa mốt (multimode) có ph ần lõi đường kính khoảng 50μm và phần vỏ có đường kính 125 μm. Khi truyền trong loại này, xung ánh sáng bị trải rộng cho đường truyền khác nhau tùy góc t ới ở đ ầu vào. Sợi đa m ốt có ưu đi ểm là n ăng lượng truyền đi lớn (cường độ xung ánh sáng ló gi ảm không đáng kể). Sợi đơn mốt [...]... Chương VI KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Bài 44 Khúc xạ ánh sáng 1 Hiện tựợng khúc xạ ánh sáng 3 Chiết suất của môi trường ịnh nghĩa -Đ +Chiết suất tỷ đối 2 Định luật khúc xạ ánh sáng v n  n21  1 a Thí nghiệm v2 nằm trong mặt phẳng +Tia khúc xạ +Chiết suất tuyệt đối (chiết suất) tới c c n1  ; n2  + góc tơi i tăng thì góc khúc xạ r tăng v1 v2 b Phát biểu định luật (SGK) +Lưu í : n1 môi trường khúc xạ. .. http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/optiqueGeo/arc_en_ciel/arc_en_ciel.html#manip V PHỤ LỤC 8b: BÀI 44 KHÚC XẠ ÁNH SÁNG A MỤC TIÊU +Kiến thức 127 -Phát biểu được định luật khúc xạ ánh sáng -Nêu được khái niệm chiết suất tuyệt đối, chiết suất tỷ đối và mối quan hệ giữa các chiết suất này với tốc độ ánh sáng trong các môi trường -Nêu được tính chất thuận nghịch của sự truyền ánh sáng và chỉ ra sự thể hiện tính thuận nghịch này ở định luật khúc xạ ánh sáng + Kỹ năng -Vận dụng được... đa mốt có chiết suất giảm nhảy bậc Nhược điểm của loại sợi này là đường truyền ngắn và do có sự khúc xạ ánh sáng ở đầu vào tách riêng các ánh sáng màu trong ánh sáng trắng, mà chiết suất thay đổi theo màu sắc nên đường truyền của mỗi ánh sáng màu khác nhau nên thời gian truyền qua cáp thay đổi tùy theo ánh sáng màu, vì vậy tín hiệu nhận được sẽ méo Trong kỹ thuật, bằng cách dùng chất liệu có chiết suất... truyền tia sáng trong sợi quang Khi tia sáng truyền tới đến sợi quang thì tia sáng bị khúc xạ Tia khúc xạ tới mặt phân cách giữa lõi và lớp vỏ dưới góc tới lớn hơn góc tới giới hạn và bị phản xạ toàn phần Hiện tượng phản xạ toàn phần như vậy được lặp lại nhiều lần làm cho tia sáng truyền đi được theo sợi quang mà cường độ tia sáng gi ảm đi không đáng kể  Điều kiện góc tới đầu vào để tia sáng truyền... tượng khúc xạ ánh sáng, góc khúc xạ B luôn lớn hơn góc tới A luôn bé hơn góc tới D sẽ tăng theo khi góc tới tăng B tỉ lệ thuận với góc tới Câu 2 Chiết suất tuyệt đối của môi trường truyền ánh sáng B luôn nhỏ hơn 1 A luôn lớn hơn 1 D.luôn lớn hơn 0 C luôn bằng 1 Câu 3 Chiếu một tia sáng đơn sắc từ không khí vào một khối thủy tinh hình hộp chiết suất n = 2 với góc tới là i= 45 0 Góc họp bởi tia phản xạ. .. hạn của tia sáng tới bề mặt của viên kim cương thường có giá trị khá nhỏ (i gh  240) Nên khi tia sáng rọi tới một mặt, nó sẽ bị khúc xạ, đi vào trong viên kim cương và bị phản xạ toàn phần nhiều lần giữa các mặt của viên kim cương trước khi ló ra ngoài, nên ta thấy ánh sáng từ viên kim cương lóe ra rất sáng Kim cương có khả năng tán sắc tốt, do có chiết suất biến đổi nhanh với bước sóng ánh sáng Điều... biểu định luật (SGK) +Lưu í : n1 môi trường khúc xạ chiết 4 Ảnh của một vật tạo bởi sự khúc xạ ánh quang hơn môi trường tới sáng qua mặt phân cách của hai môi trường +nếu n n2) Tia sáng này bị gãy khúc liên tiếp đến khi gặp lớp khí mà tại đó góc tới lớn hơn góc giới hạn, thì tia sáng sẽ bị phản xạ toàn phần và và hắt lên Do bề dày lớp không khí mỏng nên đường gãy khúc tr ở thành... họng bệnh nhân Ánh sáng đưa vào đầu ngoài của một bó, phản xạ toàn phần nhiều lần ở trong bó sợi quang thứ nhất Một phần ánh sáng phản xạ từ thành trong của dạ dày đi ngược lại bó thứ hai theo kiểu bó thứ nhất và được thu nhận để chuyển thành hình ảnh trên màn vô tuyến 5 Giải thích một số hiện tượng quang học 5.1 Ảo ảnh quang học (ảo tượng) Theo định luật truyền thẳng ánh sáng, các tia sáng truyền đi... nhau Do đó trong không khí, ánh sáng thường thường không truyền theo đường thẳng mà theo đường cong Khi ánh sáng truyền theo đường cong đến mắt, bộ óc con người tiếp nhận và cho rằng tia sáng đến đó truyền theo đường thẳng, điều này đã góp phần gây nên hiện tưởng ảo ảnh quang học Đó là các hiện tượng quang học xảy ra trong khí quyển do có sự khúc xạ và phản xạ toàn phần của tia sáng trên mặt phân cách . cột) 129 PHẦN II. QUANG HÌNH HỌC Chương VI. KHÚC X Ạ ÁNH SÁNG Bài 44. Khúc x ạ ánh sáng 1. Hi ện tựợng khúc xạ ánh sáng -Đ ịnh nghĩa 2. Định luật khúc xạ ánh sáng a. Thí nghi ệm +Tia khúc x ạ nằm trong mặt. truyền ngắn và do có sự khúc xạ ánh sáng ở đ ầu vào tách riêng các ánh sáng màu trong ánh sáng trắng, mà chi ết suất thay đổi theo màu s ắc nên đường truyền của mỗi ánh sáng màu khác nhau nên. của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách gi ữa hai môi trường trong suốt khác nhau được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. 114 3.2. N ội dung định luật khúc xạ ánh sáng (laws of