Vật lý Lớp 11

I. Chiết suất.

1. Chiết suất tuyệt đối.

- Mỗi một môi trường truuyền sáng được đặc trưng bởi một hằng số n, gọi là chiết suất tuyệt đối. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường cho biết vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường đó nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không bao nhiêu lần.

$n = \frac{c}{v} $

   Trong đó c = 3.10⁸m/s là vật tốc truyền ánh sáng trong chân không.

   v là vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường có chiết suất n.

- Chiết suất tuyệt đối của chân không là nhỏ nhất và bằng 1. Mọi môi trường khác chân không đều có chiết suất lớn hơn 1.

- Chiết suất tuyệt đối của không khí xấp xỉ bằng 1.

2. Chiết suất tỉ đối.

- Chiết suất tỉ đối của 2 môi trường là tỉ số của 2 chiết suất tuyệt đối của 2 môi trường đó.

$n_{21} = \frac{n_2}{n_1}$ hoặc $n_{12} = \frac{n_1}{n_2}$

⇒ $n_{21} = \frac{n_2}{n_1} = \frac{v_1}{v_2} = \frac{1}{n_{12}}$

- Chiết suất tỉ đối của 2 môi trường có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 1.

- Từ đây ta cũng có thể định nghĩa chiết suất tuyệt đối như sau: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường là chiết suất của nó đối với chân không.

II. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

1. Định nghĩa: 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.

- 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.

- Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn không đổi.

$ \frac{{\sin i}}{{\sin r}} = \frac{n_2}{n_1} = {n_{21}} = const $

hoặc

n₁sini = n₂sinr

  + Nếu n₂ > n₁ thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới (r < i). Ta nói môi trường (2) chiết quang kém hơn môi trường (1).

  + Nếu n₂ < n₁ thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới (r > i). Ta nói môi trường (2) chiết quang lớn hơn môi trường (1).

  + Nếu i = 0 thì r = 0, tức là tia sáng chiếu vuông góc với mặt phân cách sẽ truyền thẳng.

  + Nếu tăng dần góc tới i thì góc khúc xạ r cũng tăng dần, và ngược lại.

  + Khi tia sáng tới theo hướng SI thì tia khúc xạ theo hướng IK, thì ngược lại nếu tia sáng tới theo hướng KI thì tia khúc xạ sẽ đi theo hướng IS (nguyên lí về tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng).

1. Định nghĩa: Phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia sáng tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suốt khác nhau.

2. Điều kiện để phản xạ toàn phần:

- Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường có chiết quang kém hơn: n₂ < n₁.

- Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn: i ≥ i_gh.

Với $sini_{gh} = \frac{n_2}{n_1}$

3. Ứng dụng: Làm cáp quang, kính tiềm vọng...

4. Phân biệt phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường.

- Giống nhau:

  + Đều là hiện tượng phản xạ. (tia sáng bị bật ngược lại môi trường cũ).

  + Đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng .

- Khác nhau:

  + Hiện tượng phản xạ thông thường luôn xảy ra khi tia sáng gặp một mặt phân cách hai môi trường khác nhau bất kì. Trong khi đó, hiện tượng phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi thỏa mãn hai điều kiện trên.

  + Trong phản xạ thông thường, cường độ chùm tia phản xạ yếu hơn chùm tia tới. Còn trong phản xạ toàn phần, cường độ chùm tia phản xạ bằng cường độ chùm tia tới.