Phương pháp giải bài tập vật lý lớp 12 ptth quang hình

Gương phẳng M2 đối điện M, thing gĩc với trục chính của Mạ và cách Mạ một đoạn là a.. Mặt phần xạ cửa hai gương hướng vào nhau , Mội vật sáng AB cao 1 cm đặt vuơng gĩc với trục chính của

TRƯỜNG ĐT HỌC SƯ PHAM

CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU DỰ FIH

SINH VIÊN NGHIÊN CỮU KHOA HỌC

NAM 1994

TEN CONG TRING

PLIVONG PLAP Gi BAI TAP VAT LY LOP 12 PTTH

QUANG HINH

EHUỘC NHÓM NGÀNH KHÓA HỌC: — TỰ HHIÊH

HC VÀ TÊN SINH VIÊN : CAO MINH NGQOC Hoa

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Hệ thống các dạng toán Quang hình trong chương trình lớp 12 phd

thông là một trong là một trong nhường nội ung quan trọng nhất chương trình phải làm cho học sinh nÝm thật vững để vận dụng giải các bài tập vật lý và tiếp tuc học các phần tiếp theo có kết quả

Chương trình Quang lớp I2 tương đổi khó, thời gian học ít, sách giáo khoa viết lại không trọng tâm nên việc rèn kỷ năng kỷ xảo không được nhiêu Hơn nữa thời gian học lý thuyết , phương pháp giaâng dạy chỉ dừng lại ở lý thuyết chưa tìm hiểu kỷ sách giáo khoa và bài tập chưa có thời gian vận dung

nhiều

Vì vậy cần phải phân loại tìm hiểu thật kỷ nội dung và phương pháp giải

bài tập phải chia từng loại để học sinh sau này học sẽ có kết quả hơn

Dé tai nay được nghiên cứu bằng con đường tổng kết kinh nghiệm của các thầy cô và việc phân tích các sách chuyên môn Cuốn Luận văn này gồm các loại, các dạng toán Quang hình lớn 12 được phân theo từng chương

số để đổi chiếu)

Chắc chắn cuốn Luận văn này khôngfránh được nhưững thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô

CÁC ĐANG BÀI TẬP VỀ LƯỠNG CHẤT PHẲNG

VÀ BẢN MAT SONG SONG

CAC DANG BAI TAP VE LANG KINH

CAC DANG BAL TAP VỀ THẤU KÍNH

MAT - MAY ANI

CÁC ĐẠNG BÀI TẬP VỀ KÍNH LÚP

KÍNH THIÊN VĂN VÀ KÍNH HIỂN VI

Be

CHƯƠNG 1: CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ GƯƠNG PHẲNG

1- TOM TAT LY THUYET :

Là khoảng không gian hình chớp cụt phía trước gương, đỉnh hình chóp

là Ảnh của mắt , các đường sinh tực trên chu vi của gương

Gọi M' là ảnh của mắt M qua gương phẳng Phần hình khối không gian Ở trước gương ( đỉnh của hình này là M' các đường sinh hoặc mặt bên của nó tựa lên chư vi của gương ) gọi là thị trường gương phẳng ( H.2 ) Một vật nẦm trong thị trường đều có thể phát ra những chầm phần xạ trên gương rồi đi vÀo mẮt, giúp

ta thấy ảnh của vật đó trong gương

* Vật thật cho ảnh ảo , vật ảo cho ảnh thật,

* Vật phát ra chìm ta tới, ảnh là giao điểm cửa chim tỉa phẩn xạ

b) Bài tập mẫu :

e Thí dụ : Một cây AB cao 1,8m thang đứng Ở trước ! gương phẳng,

M Gương này bị nghiên¿về phía AB 30° so với phương thẳng đứng Gốc B cửa cây

cách mặt gương l ,5m

a) Vẽ ảnh của cây cho bởi gương

b) Tính khoảng cách từ A' của ngọn cây tới gương

* Tại H: Theo tính chất cửa gương phẳng thì: AI = AH

-8-

khoảng là 40 em và ở trên trục Athẳng góc với tấm gương

a) Dinh vi tri và tính chất của ảnh ? Có thể hứng ảnh này lên màn được

không ?

b) Đối điện với gương đặt l mần L / với gương và cách gương 100 em,

Tính đường kính vết sáng trên màn E do ánh sáng phản xạ tỲ gương M

( Ánh sáng từ nguồn S được giữ không cho chiến trực tiếp tới màn E )

Đáp số: — a) Ảnh ảo cách gương 40 cm

b) Đường kính vệt sáng là 35 cm,

Bài 2 : Một hò nước có đường kính 4m Mặt nước yên tinh phan xạ ánh sáng nhí

I gương phẳng, Một cây AB cao 3 m được trồng thẲng đứng ở bờ hỗ

a) Vẽ chùm tỉa sáng từ ngọn cây AÁ tới mặt nước và phản xạ ( Vẽ ảnh của cây này )

b) Xét các tia sáng phản xạ trên mặt nước, góc phản xạ lớn nhất là bao

* Tim s6 anh cla S:

- Nếu œ là ước số chẩn của 360° thì số ảnh sẽ là :

b) Bài tập mẫu :

Thí du ] :

Cho 2 gương phẳng M và N đặt vuông góc ýi nhau , mặt phần xạ hướng vào

nhau Hai điểm A và B nẦm trong mặt phẲng vuông góc với giao tuyến của 2

gương và trước hai gương

a) Hãy vẽ đường đi của l tia sáng xuất phát tại A đến gặp gương M tại Ï phan xa gap N tại K rồi phần xạ qua B

+ Đối với gương M tia tới là AI nên tia phản xạ là IK phải có đường kéo đài

đi qua ảnh A' ( A' đối xứng với A qua gương M )

+ Đối với gương N, tia phản xạ là KB đi qua B nên tia tới IK phải có đường kéo đài đi qua B' đối xứng l3 qua gương

Như vậy IK có đường kéo đài đi qua A', B', tức là 4 điểm B'A'KI thẲng hàng

Do vay, ta suy ra cách vẽ sau :

Lay A' đối xứng với A qua gương M, lấy B' đối xứng với B qua gương N, Nối AT' cẤt gương M tại I, cắt gương N tại K Tia AIKB là tia sáng cần vẽ

nén Mj OS4 = MỊOS+ - S‡OSa = 120° + ¥-2y7 = 120° - Y

=> SsOM¡ = 360° - 120° + y = 240° + y

b) Bài tập áp dung :

Bài 1: Hai gương phẳng M và N quay mặt sáng vào nhau, đặt cách nhau l

khoảng AB = d Giửa 2 gương trên đoạn thẲng AB người ta đặt 1 điểm sáng S cách gương M một đoạn SA = a Xét 1 điểm O nim trén đường thẳng đi qua S và vuông góc với AB có khoảng cách OS = h

a) Vẽ đường đi của 1 tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gương N tai

I va truyền qua O b) Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ Min lượt trên gương N ( tại H trên gương M tại K rồi truyén qua O )

c) Tinh các khoảng cách từ 1,K,H tới AB

Dáp số: KA = MU 2d Bài 2 :Hai gương phẳng MỊ và M2 làm với nhau 1 góc œ = 49°, Chiến chìm

tỉa // SỈ tới MỊ với góc tới là 30%

a) Tính góc tới của tia phản xạ LI đến M2

b) Tìm góc hợp bởi tỉa Sĩ và tỉa phản xạ JR trên M2.

* Tính đoạn di chuyển của ảnh

S, S1, S2 ; cùng nằm trên đường tròn tâm O ban kinh OS = l

b) Bài tập mẫu :

Thí dụ 1 : Chiếu tỉa sáng SI tới gương phẲng M với góc tới 1A i = 30° Cho gương quay l góc œ = 10° quanh một trục nằm trên mặt gương và thẳng góc với mặt phẳng tới

a) Tàn góc tới ï sau khi quay gương

b) Tìm góc quay của tia phản xạ

Giải : a) Tàn góc tới ï' sau khi gương quay :

i =i + a = 30° + 10° = 40°

b) Tính góc quay của tỉa phần xạ :

Áp dụng công thức ta có :

œ là góc quay của gương = 10°

B=2a: góc quay của tỉa phản xạ = 2 x 10°= 20°

Thí dụ 2 :Điểm S cách cạnh A của gương phẳng M là 20 cm

a) Xác định ảnh S¡ của S cho bởi gương Vẽ đường di cla | chùm tỉa sáng b) Cho gương quay | géc 10° Ảnh SỊ đi chuyển trên đường nào ? và 1 cung

là bao nhiêu?

Giải : a) Ta có : Ảnh của S là S¡ qua gương phẳng M,

Vậy : S¡ đối xứng với S qua gương , S cách A một đoạn là 20 em thì S¡ cũng cách A một đoạn 20 em,

sain b) Cho gudng quay a= 10°,

- Theo lý thuyết, S¡ di chuyển trên đường tròn tâm A bán kính SA = 20cm

Tinh cung $4582

Ta có : SỊSS2 = ứ

Trong hình trờn tâm (A,SA) ta thấy S¡SS+ = œ

= SIAS+2 = 2œ ( định lý trong hình tròn ) [Do đó cung S1S+ = l 2œ = I.20°

Tính ra radian ta có :

180° c6 x radian

Vay : S182 = 1.20 = 20.20 180° 180 = Oe cm =7cm, 9

c) Bài tập áp dung : Chiếu tới gương M chùm tia hội tụ để tạo điểm vào vật

ảo cách gương 20 cm và cách cạnh A của gương là } = 30 cm

a- Xác định vị trí và tính chất của anh S' cho bbdi gương

b- Cho gương quay xung quanh cạnh A, ta thấy S' vạch l cung tròn dài 5,2

cm Tìm góc quay œ của gương

Dáp số : a- S' là ảnh thật cách a = 30 em và cách gương 20 cm,

b- œ z 5°

4) Thị trường gương phẳng :

gian Ở trước gương mà mắt có thể quan sắt mọi vật qua gương

* Muốn vẽ thị trường gương :

Vẽ ảnh M' của M và các tỉa tới giới hạn SĨ và ST

* Các yếu tố ảnh hưởng đến thị trường gương :

- Kích thước II của gương

- Vị trí mất quan sất vớiA _

-13-

b) Bài tập mẫu :Cho một gương phẳng có dạng hình tròn bán kính R = 10

cm MẮt quan sát tại A và nằm trên trục gương cách gương 10 cm

Nên B nằm ngoài thị trường gương, mắt A không thấy được Muốn thấy

được B th) B phai dịch chuyển 1 đoạn ngấn nhất là BH 1 SI

Cosco: = BH = nn = RC cosa = 2%? = 1,41 om BC 2

c) Bài tập áp dụng : Nội dung giống thí dụ trên :

a- Muốn A thấy B, A phải địch chuyển trên trục gương theo chiểu nào, một

đoạn bao nhiêu

b- Muốn A thấy B, A phải dịch chuyển trên trục vuông góc với trục gương

tai A theo chiểu nào , đoạn bao nhiêu ,

-14-

CHƯƠNG lH : CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ GƯƠNG CAU

I- TÓM TẮT LÝ THUYẾT :

1) Cách vẽ ảnh của một vật cho bởi gương cầu :

Dé vé anh của một vật, ta chỉ cẦn vẽ ảnh của một vài điểm rồi suy ra ảnh của vật Để vẽ ảnh của một điểm ( nẦm ngoài trục chính ) ta đàng hai Lia trong 4 tỉa sau :

* Tia tới song song trục chính cho tia phan xa đi qua tiêu điểm chính,

* Tia tới đi qua tiêu điểm chính cho tia phản xạ song song trục chính

* Tia tới đến đỉnh gương cho tia phần xạ đối xứng với tia tới qua trục chính

* Tia tới đi qua tâm € cho tỉa phan xạ có phương trùng tỉa tới

Để vẽ ảnh của 1 điểm nẦm trên trục chính ta đùng 2 tía sau :

* '[ia tới trằng trục chính cho tia phan xạ trùng với chính nó,

„1š

* Tia tới // với l trục phụ cho tia phan xạ đi qua tiêu điểm phụ nẦm trên trục

phụ đó ( hoặc tia phản xa đối xứng với tia tới qua trục phụ vẽ qua điểm tới }

2) Công thức gương cầu :

* Goi đ là khoảng cách đại số từ vật đến gương với quy ước :

-16-

3) VỊ trí tương đối giữa vật và ảnh :

a) Cương cầu lõm : Nhìn hình bên cạnh ta mô tả vị trí tương ứng của ảnh đổi

” i với vật qua gương cầu lõm, nó cho ta

- Vật thật ở ngoài khoảng tiêu cự

cho ảnh thật ngược chiếu vật

- Vật thật ở trong khoảng tiêu cự cho ảnh ảo „ cùng chiểu, lớn hơn vật

- Vật ảo luôn luôn cho ảnh ảo, cùng chiếu, nhỏ hơn vật,

lì) Gương cẩu lôi : Nhìn hình bên mô tả vị trí tưởng ứng của ảnh đối với vật

2! qua gương cầu lồi, cho thấy :

_ mate _ - ——> _~-_ Ă — ‘po } a) - Vật thật luôn luôn cho ảnh ảo cùng

—t——= - < đạ- _— _ ~- VẬI Ảo trong khoảng tiêu cự, cho

- Vật ảo ở ngoài khoảng tiêu cự , cho

: Ảnh ảo ngược chiễểu vật

* Dộ lớn cửa ảnh : A'B' = | k | AB = 2.2em =4 em

Vậy ảnh cách gương 60 cm, là ảnh thật vì đ' > 0 ngược chiểu vật vì k < 0 và

a) Với gương cẩu lồi, vật thực luôn hiôn cho ảnh ảo ( theo lý thuyết )

Vậy : A'P' là ảnh ảo cùng chiéu AB

Màtacó:k-<- TÔ d 2 ;œ@~.14~ 2

Vậy : Ảnh ảo sau gương 30 cm

b) Vẽ đường đi của một chìm tỉa sá

_ 18 - c) Bài tập tập ứug dung :

Bài 1 : Một gương lõm đối với I vật thật cho 1 ảnh thật lớn hơn vật 4 lần Biết ảnh và vật cách nhau 150 cm Xác định vị trí của vật và tiên cự củn

gương

Bài 2: Một gương cầu lõm có bán kính rnặt cầu là 8O em Đặt vật AI = ?

cm thẳng góc với trục chính và trước gương là :

8) 60 em b) 30 cm

Xác định vị trí, tính chất và độ lớn cửa Ảnh trong mỡi trường hợp

Bài 3: Một gương cầu lõm có bán kính 80 cm

a) Tinh đường kính mặt trời cho bởi gương lõm này, biết rẰng đường

kính biểu kiến của mặt trời là œ = 32'

b) Phải đặt vật ở đâu để gương chu lõm này cho một ảnh ảo lớn hơn

vật 4 lần,

Bài 4: Một gương cầu có tiêu cự 25 cm

Xác định vị trí của vật , biết rằng khoảng cách giữa vật và ảnh là 2 mị 'Trong mỗi vị trí nói rÕõ tính chất của vật và ảnh

Bài 5 : Một người đứng trước gương cầu lỗi , nhìn thấy Ảnh mình trong gương

nhỏ hơn 5 lẫn Người đó tiến lại gẦn hơn 0,5 m thì thấy ảnh chỉ nhỏ hơn mình

4 lần Hãy tính bánh kính cong cửa gương và độ dịch chuyển của ảnh

Bài 6 : AB = h là vật ảo thẳng góc với trục chính của gương cẩu lỗi cách

gương 60 cm, Ta được ảnh ảo A'R' có độ lớn bằng 2 lần AB

a) Xác định vị trí của ảnh A'Ð' b) Làm lại câu trên bằng cách vẽ

Bài 7 : Một mfli tên AB là vật đứng sau gương cho một ảnh A'B' Ảnh lớn

hơn vật 5 lần, hứng được trên màn Tiêu cự của gương cẩu bing 100 cm

A1BI là ảnh đối với G đông thời TÀ vật đối với M

* Với gương cầu ta nhắc lại công thức :

L1 1 aE TSE, arc - k = Py

-19- b) Bài tập mẫu :Gương cầu lỗi MỊ có tiêu cự 20 cm Đối điện với MỊ đặc gương phẳng M2 cách 60 cm vuông góc với trục chính của M

Xác định 2 ảnh đầu tiên của vật thực Al = 2 cm vuông góc với trục chính của Mụ và cách Mị 30 em trong 2 trường hợp :

a) Chùm tia từ vật tới MỊ rồi tđi Ma

b) Chùm tỉa đi từ vật tđi M2 rồi tới Mụ

Vậy ảnh ảo; k = eae 0

Vậy ăn/ cùng chiểu vật

Độ lớn : A'B' = k AB

AB = “2 = 08cm

Các tia sdng 101 M2 dutmg nhw tiy Aj By nén 461 voi M2, AyB, IA vat cho ảnh A2B+2 nhìn thấy trong gương là ảnh ảo đối xứng với AB qua Mạ

Vậy : A2B+ ở sau M2 một đoạn là :

AqlOlI + OIO2 = AIO2 I2cm + 60cm = 72 cm,

Vậy độ lớn A2B2 = AI =0,8 em

b) Cham tia tới M2 rồi tới Mạ

Ta có sơ đổ tạo ảnh AB - "*-› A,B, — + A,P,

Tương tự vậy ta có A3l34 đối xứng với AB qua M2

—

4 Bue Mes

~ —

BÀi 1:Gương cẩu lõm MỊ có bán kính 40 cm Gương phẳng M2 đối điện M, thing

góc với trục chính của Mạ và cách Mạ một đoạn là a Điểm sáng S trên trục chính

của MỊ và cách MỊ = 30 em

Bài 2 : Cho một gương cẩu lõm có tiêu cự f = 50 cm và một gương phẩng đặt vuông góc với trục chính của gương cẩu lõm Mặt phần xạ cửa hai gương hướng

vào nhau , Mội vật sáng AB cao 1 cm đặt vuông góc với trục chính của gương lõm

cách gương này 55 cm Ánh sáng từ vật AB tới gương lõm, phản xạ tỚới gương

phẳng, sau cùng cho 1 ảnh Ở trong mặt phẲng vuông góc với trục chính của gương lÕm tại tâm gương này

8) Tính khoảng cách x giửa hai gương

b) Xác định độ lớn cửa ảnh

b) ảnh ảo ngược chiểu vật cao 10 crn

Bài 3: Một gương lõm có tiêu cự f và một gương phẳng đặt vuông góc với trục

chính của gương lÕỡm, cách nhau ! khoảng ID, 2 mặt sáng hướng vào nhau Trong khoảng giửa hai gương có một điểm sáng A trên trục chính Ánh sáng xuất phát t

A phản xa lấn lượt trên hai gương rổi trở lại hội tụ tại A,

a) Xác định vị trí của A đối với gương lõm

I) Áp đụng bằng số f=30cm; D =62,5 cm,

Đáp số : a) đ = 50 em

91 - 3) Xác định ảnh cho bởi hê thống hai gương cầu -

chất của ảnh A+ cho bởi hệ thống 2 gương lõm ( chỉ xét I phẩn phan chiếu

trên MỊ rỗi trên Mọ mà thôi )

c) Cương MỊ và vật A vẫn giữ nguyên vị trí còn gương M2 lùi ra xa thêm 40 em, Định vị trí của ảnh A+ cho bởi hệ thống 2 gương lõm

Giiải : a) Vitel và tính chất của Aq:

Ảnh AI cách gương MỊ một khoảng đ1" được tính theo công thức :

_.T c} Vị trí và tính chất của ảnh A khi khoảng cách giffa 2 gương lõm là 140 cm

Vì Mạ lùi xa thêm 40 cm nền lúc này CịC+2 = ( 100 + 40) em = 140 em,

Ma Ay cho bởi hệ thống gương MỊ cách MỊ một đoạn bằng 120 cm

Dodd Ay sẽ nằm tại tiên điểm của Mỹ đo đó ảnh của A{ sẽ ở vô cực,

'Fhí dụ 2: Hai gương cầu lõm MỊ và Mạ có tiêu cự bằng nhau 1A 20 em, tre chính trầng nhau , cách nhau 30 em Vật sáng AB = 2 cm thẳng góc với Irue chính

ở trung điểm của khoảng cách giữa hai gương

a) Vẽ chừun tia sáng từ đỉnh A của vật , lẩu lượt tđi Mạ và Mg rồi phần xa là) Xác định vị trí và độ lớn của các ảnh cho bởi hệ gương

Giải : a)

b) Xác định A2B2: A1lBq sẽ là vật thật đối với A+B+ Vì MỊ giống M2 vậy

=> A2B2 cùng nằm ở trung điểm đoạn CO2 = A14 ngược chiểu , nghĩa là A2l32 tràng với vật AB

Tóm lại ta chỉ có 2 ảnh Ajl3¡ và A2B2 trong đó A+2l32 trùng với vật AB,

€) Bài tập ấp dung :

hài l:

a) Một điểm sáng A nằm trên trục chính của một gương cầu löm Gy ban kink

60 cm, khoảng cách từ A đến đỉng gương Gị là 45 em, Vẽ A1 và xác định vị trí ảnh A1 đó cho bởi gương C1

- 23 bb) Gy va A cố định đặt thêm gương cầu lõm + bần kính = 60 em đổi diện (i; , te chính trầng nhau sao cho Á ở trong khoảng giữa 2 gương Xác định vị trí

của G2 để mọi tia sáng xuất phái t A sau khi phản xạ liên tiếp trên hai gương tối

lội tu tại A

c) Sau khí đặt G+ Chứng mình rằng : khi khoảng cách giữa 2 gương là

G0 cm thì mọi điểm sáng A nẦm trên trục chính cửa 2 gương trong khoảng 2

gương đểu có tính chất lÀ các tia sáng xuất phát từ A sau khi phần xạ liên tiếp trên

2 pương lại trở về hội tu tai A

b)lị =60em ÿ lạ = 135 cmị, Hài 2 : Hai gương cẩu có mãit phẩn xa đổi điện, trục chính trầng nhan cách

nhan 50 cín, MỊ là gương cẩu lõm, M2 là gương cẩu lỗi Tiên cự của 2 gương cùng

là 20 em Vật Al3 = Í cm vuông góc với trục chính và cách MỊ = 10 em

a) Xét chầm tỉa từ vật tđi MỊ rồi tđi Mỹ Xác định vị tí, tính chất , độ lên của ảnh AB, A2B2 tạo bởi 2 chầm tia phần xạ trên MỊM2

lì) Làm lại cầu a nhưng chìm tới M2 trước,

Đáp số :a) A14 TRÀ ảnh ảo, cùng chiếu, gấp 2 lần vật

A2 là ảnh ảo, cách O2 một đoạn 15,5 cm, độ lớn bằng SA DỊ

b) Ay'By' 1A anh ảo, cách O2 đoạn - `” nhỏ hơn vật 3 lần,

Az'8?' là ảnh thật, ngược hiểu, cách CO 29,2 em, độ lân = vil

CHUONG HL: CÁC ĐẠNG BÀI TẬP VỀ LƯỠNG CHẤT PHẲNG

VÀ BẢN MẶT SONG SONG

I- TÓM TẮT LÝ THUYẾT :

I) Sự khúc xạ ánh sáng :

a) Định luật khúc xa :

‘Tia khiic xa ( tia IK ) nẦm trong

mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến

cho với tia tới,

Lối vđi một cặp môi trường nhất

định , tỷ số giữa sin góc tới và sin góc

- 24

sini

sing

b) Chi€t sudt mi rudng :

- Chiết suất tỷ đối : Hằng số nại gọi là chiết suất tỷ đối của môi trường } đôi với môi trường 1 Vậy chiết suất tỷ đối của môi trường 2 đối với môi trường | là tý

số giữa sin góc tới với siu góc khúc xa khí ánh sáng đi tỲ môi trường I đến môi trường 2

- Chiết suất tuyệt đối : chiết suất tỷ đối của ! môi trường đối với chân không, gọi là chiết suất tryết đối của môi trường đó

- Công thức liên hệ giữa chiết suất tỷ đổi và chiết suất tuyệt đối : Gọi nạ là chiết suất tỷ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1 nạ, n2 lẩn lượt là chiết suật tyệt đối của môi trường Í và môi trường 2

- Trong hai môi trường, môi trường nào có chiết suất tuyệt đổi lớn hưu trì nói

mdi trường đó chiết quang hơn,

Vat that A cho anh do A’

Vatao A cho anh thật A'

Goi ny 1 chiết suất của môi trường tới

Ciọi n2 là chiết suất của miôi trường khúc xa

¡ là góc tới ; r lÀ góc klhuúc xa

tợi iil

a cả : , HA _, HA’ tpt

HA’

Trong trường hợp góc ¡ và r nhỏ ( trường hợi? ảnh rõ), tì có :

(gi =sini ;¡ tge = sinr

HH = All, tei = A'T tge

; _ All My

- 20 - lì) Bài tập mẫu :

'Fhí du I : Hai tỉa sáng truyền từ không khí đến mất thoáng của mốt chất long, hai tia nay bị khúc xạ với 2 góc khiúc xa lấn lượt là 45° và 30° 'Fính chiết suất của chất lỏng , biết rẰng 2 tia tđi vuông góc nhau

Giải :

*“Fại lì siniy = n.sinr, =".sin45°

Su 2

c2» sini| = > = l J2

4 ve # Tại lạ

Sini2 = n.sin+ = n.sin30° => siniz = >

Vì 2 tia vuông góc với nhau tai M nên :

ij 4 ig = 90°) => simi2 = c@SiI = ; Vậy cos*iy + siniy = |

h- Dey im i = 1,15

6 1

Thí dụ 2 :Một chùm tia sáng hẹp phát ra từ 1 vật nầm ở đáy của một châu đựng chất lỏng và đi vào mắẮt người quan sát với góc ló 45° Người quan sát thấy hình như vật nằm cách mặt thoáng chất lỏng 25 cm Chiểu sâu cửa lớp chất lỏng là

40 cm

a) Tính chiết suất của chất lỏng ấy

b) Nếu nhìn theo phương gắn vuông góc với mặt thoáng thì thấy ảnh của vật cách mặt thoáng khoảng bao nhiêu?

a) Chiết suất n của chất lỏng :

Iheo định luật kiuúc xạ ánh sắng :

b) Tinh khoảng cách từ ảnh tới mặt thoáng nến nhìn theo phương thẳng đứng

Khi nhin theo phuung thẳng đứng :

Cióc ¡ và góc r rất nhỏ, lúc này ta quan sát được ảnh rõ Ï'

=> HIA’ = ees ae ~ Wem

n 1,33

c) Bai tap 4p dung :

Bai 1 : Diém sáng S cách tuặt phân chia 2 môi trường ( mặt luỡng chất ) 3Oem Định vị trí ảnh S' của S trong 2 trường hợp :

a) Môi trường tới là không khí, môi trường khúc xạ là nước , có chiết

suất n = s ( điểu kiên ảnh rõ )

lì) Môi trường tới là nước, môi trường khúc xa là không khí

b)HS' = 22,5 cm lài 2 : MÁI một người quan sất và mắt của một con cá ở 2 vị trí đối xứng nhau qua mắt nước và cách nhau l,2m Nước có chiết suất n = v:

ñ) Người thấy cá cách mình bao xa ? lì) Cá thấy người cách mình bao xa ?

b) CIT = 140 em

n : chiết suất của bản

- Tia ló song song tia tới , cách ta tới | di nla:

a) Điểm vật S thật cách bản 20 em Xác định vị trí ảnh S' cho bởi ban,

b) Tim lai vi tri ảnh nếu S là vật ảo, c) Xác định vị trí và độ lớn của ảnh nếu vật thực là AB =< 2cm, song song với bản

Giiải : a) Khoảng cách từ vật tới ảnh :

c] Tương tự như trên , tạ có:AA' = BH = : cn,

Vay: anh A'R' song song với vật AB, cách AB là cm và có độ lđn bằng vật

c) Hài tâp ứng dung :

Bail: Chi€u tdi ban song song day 10 cm, chi€t sudtn = 1,5 mot chim tia sắng song song với góc tới 45°

1) Ban đặt trong không khí Vẽ đường đi tia sáng qua bản, 2] ˆEinh khoảng cách giữa chùm tia 16 và chìm tia tới

3) Tính lại câu 2 nếu góc tới nhỏ ¡ = 6°

truyền của tỉa sáng ấy một bản mặt song song lầm với hướng trên một góc 45°, Tia sáng bây giờ gặp bức màn ở điểm R, "Tính khoảng cách AB biết rằng bắn mặt có

bể đầy 1Ô em và chiết suất là v2

M

bb) Hài tập mâu :

Thí dụ 1 :Một chậu rộng chứa chất lỏng chiết suất n = v2, bể đầy lớp chất lỏng là 20 em, đáy châu phẳng được tráng bạc Vật điểm S đặt ở phía trên và cách mal thodang 15 cm,

8) Vật điểm S phat chim tia sing hep nghiêng môi góc 152 so với mãi ltoáng đi vào lớp chất lồng chu tia sáng bị phần xạ ở đáy chậu và ló ra ngoài tất nhìn theo hướng tia ló này thay anh So Dinh vi tri anh A‘

b) DE tia phản xa từ đáy châu đến mặt thoáng không ló được ra ngoài

không khí , phải nghiêng châu thế nào ?

c) Chứng tỏ có thể thay thế hệ thống bằẰng một gương phẳng duy nhất, Định vị trí của gương thay thế,

Vậy : ảnh S' ở san gương và cách mật thoáng khoảng HIS’ = 48.1 em

b) Nghiêng châu thế nào để tỉa phản xa từ đáy châu không ló ra ngoài :

45° - 30

2

Vậy : phải nghiêng châu cùng chiến kim đồng hổ góc ơ > 7°30

c) Xác định gương thay thế : 'Trên hình trên SE và KR kéo đài gập nhan tại điểm J' trên pháp tuyển IN -

và SN = REN , Do vậy, nếu ta thay thế hệ thống bằng gương phẳng M đạt ti

f' song song với mặt thoáng thì tia tới SƑ' sẽ cho tỉa phần xạ Ƒ'R, tức S qua picng thay thé M cing cho anh S' , nghĩa là gương M là gương tương đương hệ thông ,

-32- 8) MÁI thấy ảnh của mình ở đâu ? b) Vé duting di chim tía sáng phát xuất từ M qua nước phản xạ dưới

đáy châu,

bài 2 : Một gương cẩu lõm được đất sao cho trục chính có lớđup vuông góc thẳng đứng „ mặt sáng hướng lên, Điểm sáng A Ở trước gương trên trục chính cách đỉnh C? của gương 20 em cho ảnh A' tràng với chính: nó

a) Tiéu cu của gương

b) D6 nude có chiết suất n = : vào mặt lõm , Mặt thoáng cách đỉng gương 3 em Phải đi chuyển A một đoạn bao nhiên để ảnh của A qua hệ thống lai trng chính: nó,

c) Mot chiin tia sing song song vGi truc chính tới hệ thong phan xa cho chim tỉa ló hội tự tại điểm F trén trac chinh Dinh vi tei cia F

d) Ching t6 ring có thể thay thế hệ thống trên bằng một pưdnp cầu loin duy nhất, Tiêu cự và vị trí gương thay thể,

b) Dich chuyển À đến B một đoạn 4,25 em c} ÍŸ cách mặt thoáng khoảng LIE” = 5.25 cm đ) Tương đương gương cẩu lõm có tâm B, tiêu điểm chính là l '

f' = 7,5 cm ©' ở phía trên © khoảng 0/75 cm

4) Xác định ảnh cho bởi hệ thống bản mặt song song và gương :

* Xéthé gdm 1 ban mặt song song L, bé day e, chiết suất n, được đặt song

song với l gương phẳng M ( hay thẳng góc với trục chính cửa một gương cầu M ) Ánh sáng từ vật đi qua bản L., phần xạ trên gương M, rỗi qua bản I lần thứ 2,

- Nếu M là gương phẳng A+l3+ đổi xứng với A134 qua gương,

- Nếu M là gương cầu : xác định vị trí B+ bằng công thức :

dif

đ «

đ-f

Độ lớn A22 = AyBy Củ )

4q

L Xác định AsHy

Ial3y ~ et (A3B3 = A22)

Ib) BAI tap mau:

'Ehí dụ 1 - Mội tấm gương thủy tỉnh có bể đầy e = 6 em, chiết suất n = 1,5 đái song song phía trưđc một gương phẳng nẦm ngang,

a) Mot người quan sát đặt mẤt M tại môi điểm phía trước hệ thống cach mat én của tấm thủy tỉnh một khoảng a = 20 em, Mặt dưới của tâm thủy tình cách gương phẳng khoảng b = 6 em, Hỏi khi nhìn vào hệ thống người quan sát thấy Ảnh của mình cách mình bao xa ?

b) Người quan sát địch chuyển mất ra xa hệ thống một khoảng đ Ảnh của mất sẽ dịch chuyển thế nào ?

Giải : a) Xác định vị trí của ảnh M' của mất người quan sát :

bì Ảnh M' của mắt địch chuyển thế nào :

Khi chita dich chuyển ,M cách gương phẳng : MO = 32 em

Laie may ảnh M' cách gương phẳng khoảng M'O = 2§ cm

- Khi M dịch ra xa gương phẳng khoảng đ thì M cách gương phẳng

khoảng ( 32 +£ đ}) em

Tale nay:

MỊ ,M3 cách gương phẩng khoảng ( 30 + đ) em đồ ( MMI = 2 em } M' cách gang phẳng khoảng ( 2R + đ) em

Nha vậy : khí mẤt M dịch chuyển ra xa hệ thống khoảng d thì ảnh M' của

tHẤt sẽ địch chuyển theo chiến ngược lại Í khoảng đúng bing d

- 34 - Fhí du 2- Mội gương cầu lôm có tiền cư fƒ = 20 em, Một vật Al3 đạt vuông

góc với truc chính của gương , cách gương G2 cm lĐặt xen vào giữa vật All và

ương Ï tầm tluìy tỉnh 2 mặt song song chiết suất n = l,Š vuông góc với trục chính của gương , Ảnh của AB cho bởi hệ thống 1A môt ảnh thật cách gương 32 cm

8) Fính bể đầy của tâm tity tink

b) Vat AB cao 5 em, 'Fính chiến cao của Ảnh cuối cùng,

Giải : a) Tinh bé đầy của tấm thily tinh:

Su dé tao anh etia AB qua hệ :

Vi tri anh Ay By : Gọi e là bể đầy tấm thủy tỉnh,

[lnfdnig trình trên cho ta 2 nghiệm: e¢ = Gem, ¢ = 156 em,

Nghiệm e = 156 cm không thích hợp ( vì lớn hơa khoảng cách từ vật đến

lộ phóng đại của ảnh qua hệ k = ở 0 - J

dl œ0 2

- 35 = D6 ldn ctia anh AT

vB - |k LAB = 5 $ = AT? = 25 em

a) Vat AB cao L0 em phải đặt ở đân , thẳng góc với trục chính, để cho ảnh thật , cách gương 3Ó em

b) Tính chiều cao của ảnh A'R'

c) Bây giờ đất vật Al3 cách gương 62 cm, gia gương và vật đặt mội bẩn mặt song song thẳng góc với trục chính có chiết suất là n = 1.5 Ảnh của AB cho bởi 2 lần đi về qua bản mặt song song và sự phần chiếu lên gương lõm là l ảnh thực cách pương 32 cm,

"Tính bể đầy của ban mặt song song

d) Tinh chiều cao của ảnh cuối cùng nầy, Dap sd: a) đ= 60 cm,

L.ăng kính là một khối trong suốt đồng chất , đẳng lướớng được giới hạn bởi

lai mặt phẳng không song song ,

bì Khi góc tới ¡ và góc chiết quang A nhỏ, lúc nầy các góc : ¡,r, £ đều nhỏ,

sini = iy sine = re, sin’ = fy sin’ = F

Do vay các cêng thức trở thành : Tạil : i> ier

* So sánh góc chiết quang A của lăng kính với 2À

+ Nếu A > 2 iu : không có tỉa ló khỏi mặt bên của lăng kính

a) Vẽ đường truyền tiếp theo của tỉa sáng, Có nhận xét gì về tia ló và phần tía đi trong lăng kính

b) Tinh góc lệch I2 của tia sáng khi qua Hing kinh

nên tia ló đốt xứng với tia tới qua

mắt phẳng phân giác của góc

a) Fia khúc xa lấn thứ nhất tđi AC,

I) Ea khúc xa lần thứ nhất tới đáy BC

c) Xác định vị trí của điểm tới 1 để tia ló và tia tới thẲng hàng

Cho sin21°28' = v2 sin15°

Do tia SL BC nén gée leech D=CKR 9 - K, = 68°32",

I.,úc này KR / SL => D = 0

c) Xác định vị trí để I ló thẲng hàng với tỉa tới khi tia ló thẲng hàng tia

tdi thi:

KC = IB : hic nay J sé 1 trung điểm của BC

Xét AIIH ta thay Wi = Wige = UBtg3o7 = = 4B? ? 2⁄3

c) Bài tập áp dụng :Mộit tia sáng chiếu thẲng góc vào mặt bên MN của một lăng kính , vào trong lăng kính gặp mật bên MP rồi đi ra ngoài với góc lệch I) = 45°, Chiết suất của chất làm lãng kính là n = v2 'Pính giá trị góc chiết quang

* Hiết góc chiết quang A của lắng kính ,

tính đồ lệch cực tiểu Dụng của tỉa sáng,

- Tinh r= a Tinhi=i => sini = mn sine Suy ta Dy, = 21- A

* Hiết độ lệch cực LiỂu của tia sáng , tìm chiết suất của lãng kính :

* Chỉ chú: - Tia tới và tia ló đối xứng nhau qua phân giác góc Á

-Tia đi trong lắng kính vuông góc phân giác góc A hiển

ABC là tam giác cân hay đều thì LI BC

bh) Hài tập mẫu :

Thí du 1:Một lắng kính có góc 6 dinh A = 60° va d6 lệch cực tiểu khi ¡ = 45”

‘Tinh chiết suất của lăng kính ,

Giải : Khi độ lệch cực tiểu , ta có :

aq) Hình : SE !L AH