Giải bài tập SBT Vật lý 11 Bài tập cuối chương VI: Khúc xạ ánh sáng

Hướng dẫn Giải bài tập SBT Lý 11 Bài tập cuối chương VI: Khúc xạ ánh sáng dưới đây sẽ giúp các em học sinh nắm vững phương pháp giải bài tập và ôn luyện tốt kiến thức. Mời các em cùng theo dõi.

Giải bài tập SBT Vật lý 11 Bài tập cuối chương VI: Khúc xạ ánh sáng

1. Giải bài VI.1 trang 74 SBT Vật Lý 11

Đặt một khối thủy tinh trong suốt, hình lập phương, chiết suất 1,5 lên trên một tờ giấy có dòng chữ màu đỏ. Nhìn qua thành bên của khối thủy tinh, ta không thể thấy được dòng chữ. Chọn cách giải thích đúng. Cho biết giữa giấy và mặt dưới của khối thủy tinh bao giờ cũng tồn tại một lớp không khí mỏng.

A. Các tia sáng từ dòng chữ không thể truyền vào trong khối thủy tinh.

B. Các tia sáng từ dòng chữ vào khối thủy tinh đều không thể tới các mặt bên.

C. Các tia sáng từ dòng chữ vào khối thủy tinh , khi đến các mặt bên đều bị phản xạ toàn phần.

D. Vì chọn vị trí đặt mắt không phù hợp nên không hứng được các tia sáng ló ra ở các mặt bên.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được nội dung lí thuyết về hiện tượng phản xạ toàn phần

Hướng dẫn giải

- Khi Nhìn qua thành bên của khối thủy tinh, ta không thể thấy được dòng chữ vì các tia sáng từ dòng chữ vào khối thủy tinh, khi đến các mặt bên đều bị phản xạ toàn phần.

- Chọn đáp án C

2. Giải bài VI.2 trang 74 SBT Vật Lý 11

Một tia sáng truyền trong không khí tới mặt thoáng của một chất lỏng. Tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau (Hình VI.l). Trong các điều kiện đó, giữa các góc i và r có hệ thức nào?

A. i = r + 90o  

B. i + r = 900

C. r = i + 900

D. Một hệ thức khác A, B, C.

Phương pháp giải

Sử dụng định luật phản xạ ánh sáng: góc tới = góc phản xạ.

Hướng dẫn giải

Gọi i' là góc phản xạ

- Ta có: Tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau:

=>r+i′=900

- Mà i=i′ => i+r=900

- Chọn đáp án B

3. Giải bài VI.3 trang 74 SBT Vật Lý 11

Tiếp câu VI.2. Cho biết chiết suất của chất lỏng là n = 1,73. Vậy góc tới i có giá trị nào ?

A. 300

B. 450 

C. 600 

D. Một giá trị khác A, B, C

Phương pháp giải

Áp dụng công thức định luật khúc xạ: \({n_1}sini = {n_2}sinr\) để tìm góc tới i

Hướng dẫn giải

- Ta có góc tới i là:

\(\begin{array}{l} {n_1}sini = {n_2}sinr\\ \Rightarrow sini = 1,73sinr = 1,73cosi\\ = > tani = 1,73\\ = > i = {60^0} \end{array}\)

- Chọn đáp án: C

4. Giải bài VI.4 trang 75 SBT Vật Lý 11

Hai bản trong suốt có các mặt song song được bố trí tiếp giáp nhau như Hình VI.2. Các chiết suất là n1 khác n2. Một tia sáng truyền qua hai bản với góc tới i1 và góc ló i2. So sánh i1 và i2 ta có kết quả nào ?

A. i2 = i1

B. i2 > i1

C. i2 < i1

D. A, B, C đều có thể đúng tùy theo giá trị n1, n2

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về sự truyền ánh sáng để trả lời câu hỏi này

Hướng dẫn giải

- Ta có: góc tới i1 = góc ló i2

- Chọn đáp án A

5. Giải bài VI.5 trang 75 SBT Vật Lý 11

Ánh sáng truyền trong môi trường có chiết suất n1, tới mặt phân cách với môi trường có chiết suất n2 với góc tới io.

Xét các điều kiện sau:

(1) n2 > n1

(2) n2 < n1 

(3) sini≥n2/n1

(4) n2/n1>sini

Hãy chọn các điều kiện thích hợp để trả lời hai câu hỏi VI.5 và VI.6 sau đây:

Nếu muốn luôn luôn có khúc xạ ánh sáng thì (các) điều kiện là:

A. (1) 

B. (2)

C. (1) và (4)

D. (2) và (3)

Phương pháp giải

Điều kiện khúc xạ ánh sáng là: n2>n1

Hướng dẫn giải

- Để luôn luôn có khúc xạ ánh sáng thì điều kiện là n2>n1

- Chọn đáp án A

6. Giải bài VI.6 trang 75 SBT Vật Lý 11

Nếu muốn có phản xạ toàn phần thì (các) điều kiện là:

A. (1)                          B. (2)              

C. (1) và (4)                D. (2) và (3)  

Phương pháp giải

Điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần là tia sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém và góc tới lớn hơn góc giới hạn

Hướng dẫn giải

- Để có phản xạ toàn phần thì điều kiện là: n2<n1 và sini>n2/n1

- Chọn đáp án D

7. Giải bài VI.7 trang 76 SBT Vật Lý 11

Một thợ lặn ở dưới nước nhìn thấy Mặt Trời ở độ cao 60° so với đường chân trời. Tính độ cao thực của Mặt Trời so với đường chân trời. Biết chiết suất của nước là n=4/3 

Phương pháp giải

- Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: 

\(sini = nsinr\) để tính góc tới i

- Tính độ cao theo công thức:

\(x = {90^0}-i \)

Hướng dẫn giải

Ta có đường đi của các tia sáng như hình VI.1G:

- Do đó: r = 900 – 600 = 300

\(sini = nsinr = \frac{4}{3}sin{30^0} = \frac{2}{3}\)

⇒ i ≈ 420

- Độ cao thực của Mặt Trời so với đường chân trời:

\(x = {90^0}-i = {48^0}\)

8. Giải bài VI.8 trang 76 SBT Vật Lý 11

Một cái gậy dài 2m cắm thẳng đứng ở đáy hồ. Gậy nhô lên khỏi mật nước 0,5 m. Ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống hồ theo phương hợp với pháp tuyến của mặt nước góc 60°. Tìm chiều dài bóng của cây gậy in trên đáy hồ. 

Phương pháp giải

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng để tìm chiều dài bóng cây theo công thức:

\(\begin{array}{l} BB' = AH.tani + HB.tanr \end{array}\)

Với \({{\rm{tanr}} = \frac{{\sin i}}{{\sqrt {{n^2} - {{\sin }^2}i} }}}\)

Hướng dẫn giải

- Bóng của cây gậy trên đáy hồ được biểu thị bởi đoạn B' (Hình VI.2G)

- Chiều dài bóng của cây gậy in trên đáy hồ là: 

 \(\begin{array}{l} BB' = BH + HB'\\ = HI + HB' = AH.tani + HB.tanr \end{array}\)

- Định luật khúc xạ:

\(\begin{array}{*{20}{c}} {}&{sinr = \frac{{\sin i}}{n};co{\rm{sr}} = \frac{{\sqrt {{n^2} - {{\sin }^2}i} }}{n}}\\ {}&{{\rm{tanr}} = \frac{{\sin i}}{{\sqrt {{n^2} - {{\sin }^2}i} }} = 0,854} \end{array}\)

Do đó: \(BB' = 0,5.1,73 + 1,5.0,854 = 2,15m\)

9. Giải bài VI.9 trang 76 SBT Vật Lý 11

Một khối nhựa trong suốt hình lập phương, chiết suất n (Hình VI.3). Xác định điều kiện về n để mọi tia sáng từ không khí khúc xạ vào một mặt và truyền thẳng tới mặt kề đều phản xạ toàn phần ở mặt này.

Phương pháp giải

Dựa vào điều kiện phản xạ toàn phần:

 i2≥igh ivà sini2≥1/n s i tìm được điều kiện n theo công thức:

1 n\(\begin{array}{*{20}{c}} {}&{{n^2} \ge 1 + {{\sin }^2}{i_1}} \end{array}\)

Hướng dẫn giải

- Điều kiện i2≥i ghi2igh và sini2≥1/n s i n i 2 1 n

- Nhưng: sini2 = cosr1\(sin{r_1} = \frac{1}{n}sin{i_1}\)

Vậy: 

\(\begin{array}{*{20}{c}} {}&{\frac{{\sqrt {{n^2} - {{\sin }^2}{i_1}} }}{n} \ge \frac{1}{n}}\\ {}&{{n^2} \ge 1 + {{\sin }^2}{i_1}} \end{array}\)

- Điều kiện này vẫn phải nghiệm với i1max = 900

Suy ra: n≥√2

10. Giải bài VI.10 trang 76 SBT Vật Lý 11

Hai khối trong suốt có tiết diện thẳng như Hình VI.4, đặt trong không khí (ABCD là hình vuông; CDE là tam giác vuông cân). Trong mặt phẳng của tiết diện thẳng, chiếu một chùm tia sáng đơn sắc hẹp SI vuông góc với DE (IE < ID).

Giả sử phần CDE có chiết suất n1 = 1,5 và phần ABCD có chiết suất n2 khác n1 tiếp giáp nhau.

Hãy tính n2 để tia khúc xạ trong thuỷ tinh tới mặt AD sẽ ló ra không khí theo phương hợp với SI một góc 450.

Phương pháp giải

Áp dụng điều kiện để có tia khúc xạ: n2 > n1 và số liệu đề cho:  i + r = 900 để tính n2

Hướng dẫn giải

- Tại J’ có khúc xạ:

⇔ n2 > n1  hoặc   \(\frac{{{n_1}}}{{\sqrt 2 }} < {n_2} < {n_1}\)

- Vì i + r = 900 (hình vẽ) nên có thể thiết lập hệ thức liên hệ giữa n2 và ntheo điều kiện tại K.

- Do đó r=45=> n2=1,275

Ngày:04/11/2020 Chia sẻ bởi:Thanh Nhàn

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM