Giải bài 4 trang 218 – Bài 44 – SGK môn Vật lý lớp 11 nâng cao
Một bản mặt song song có bề dày 6 cm, chiết suất n = 1,5 được đặt trong không khí.
a) Vật là một điểm sáng S cách bản 20cm. Xác định vị trí của ảnh.
b) Vật AB=2cm đặt song song với bản, cách bản 20cm. Xác định vị trí và độ lớn ảnh.
Công thức tính độ dời của ảnh: xét chùm tia sáng tới hẹp gần như vuông góc với bản mặt song song. Lúc đó góc tới i và góc khúc xạ r đều rất nhỏ nên có thể dùng các công thức gần đúng.
\(\sin i\approx i\); \(\cos r\approx r\)
Do đó: \(\dfrac{\sin i}{\sin r}=n\Rightarrow \dfrac{i}{r}=n\Rightarrow \dfrac{r}{i}=\dfrac{1}{n}\) (1)
Ta lại có: \(d=\dfrac{e}{\text{cos }r}.\sin \left( i-r \right)\) (2)
Xét tam giác vuông \(\Delta SS'H\) có: \(\sin i=\dfrac{d}{SS'}\Rightarrow SS'=\dfrac{d}{\sin i}\) (3)
Thế (2) vào (3) ta được:
\(SS'=\dfrac{e.\sin (i-r)}{\text{cos }r.\sin i}=\dfrac{e(i-r)}{i}=e\left( 1-\dfrac{r}{i} \right)\) (4)
Thế (1) vào (4):
\(\Rightarrow SS'=e\left( 1-\dfrac{1}{n} \right)\) (Công thức tính độ dời ảnh).
a) Theo giả thiết, e = 6cm, n = 1,5, SH = 20cm
Suy ra độ dời ảnh:
\(SS'=e\left( 1-\dfrac{1}{n} \right)=6\left( 1-\dfrac{1}{1,5} \right)=2(cm)\)
Vậy vị trí của ảnh cách bản mặt song song là: \(S'H = 20 - 2 = 18 (cm)\)
b) Vật đặt song song với bản thì ta có ảnh ảo A'B' = AB = 2 cm và ảnh dời đi một đoạn:
\(BB'=e\left( 1-\dfrac{1}{n} \right)=6\left( 1-\dfrac{1}{1,5} \right)=2(cm)\)
Vậy vị trí của ảnh cách bản mặt song song là 18cm.
GHI NHỚ:
- Khúc xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột khi đi qua mặt phân cách hai môi trường truyền ánh sáng.
- Định luật khúc xạ ánh sáng:
+ Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới,
+ Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai bên pháp tuyến tại điểm tới,
+ Đối với hai môi trường trong suốt nhất định , tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là một hằng số:
\(\dfrac{\sin i}{\sin r}=n\)
- Chiết suất tỉ đối của 2 môi trường: \(n_{21}=\dfrac{n_2}{n_1}\)