Reflection and Refraction EX-9987 Page 1 of 15
Thí nghiệm về hiện tượng Phản xạ và Khúc xạ
Ứng dụng:
Luật phản xạ, các gương phẳng và cong, luật khúc
xạ, các hệ số khúc xạ và tán sắc.
DataStudio files: IndexOfRefraction.ds
Danh mục thiết bị
BAO GỒM
1 Bộ quang học tia OS-8516
1 Nguồn sáng quang học cơ bản OS-8470
KHÔNG BAO GỒM, NHƯNG YÊU
CẦU CÓ
1 Thước đo góc
1 Thước
Phần mềm DataStudio Lite
Giới thiệu
Mục đích của bài này là khẳng định bằng thực nghiệm Định luật phản xạ, đối với các gương phẳng,
lõm, và lồi. Các bài cũng sẽ sử dụng Định luật Phản xạ (Định luật Snell) để xác định hệ số khúc xạ
của một miếng acrylic. Nguồn sáng quang học cơ bản được sử dụng để sinh ra một chùm sáng đơn.
Bộ dụng cụ quang học tia bao gồm tất cả các gương và các miếng acrylic mà sẽ được sử dụng.
Lý thuyết
Định luật phản xạ
Khi một tia sáng rọi vào một gương phẳng,
tia sáng phản chiếu ra khỏi gương và thay
đổi hướng đi của nó. Theo quy ước, hướng
của một tia sáng được biểu diễn là góc mà
tia sáng tạo với một đường pháp tuyến
(thẳng góc) với bề mặt, như hình minh
họa.
normal
incident ray reflected ray

ban đầu của nó cho đến khi nó cũng đi đến cốc thủy tinh. Kết quả là,
tia sáng uốn cong bên trong cốc
Tia ban đầu được gọi là tia tới; tia uốn cong được gọi là tia khúc xạ. Các hướng của chúng được xác
định bằng góc với pháp tuyến, như hình minh họa.
Vận tốc tại một môi trường trong suốt đã cho truyền các sóng ánh sáng có liên quan đến mật độ
quang của nó (không được nhầm lẫn với mật độ khối lượng). Các vật liệu được phân loại bởi hệ số
khúc xạ của chúng. Hệ số khúc xạ, n, của một môi trường trong suốt là tỷ số của vận tốc ánh sáng
trong chân không, c, với vận tốc ánh sáng trong môi trường:
[Pt. 2 Xác định hệ số khúc xạ]
Nói chung, một tia bị khúc xạ theo hướng pháp tuyến khi nó đi vào một môi trường đặc hơn và
hướng ra từ pháp tuyến khi nó đi vào một môi trường ít đặc hơn, như hình minh họa.
Written by Cecilia A. Hernández 2010
incident ray
refracted ray
original path
angle of
refraction, θ
r
angle of
incidence, θ
i
normal
denser medium
incident ray
refracted ray
original path
angle of
refraction, θ
r
angle of

sin
=
hoặc
rrii
nn
θθ
sinsin =
[Pt. 3 Định luật Snell về Khúc xạ]
Trong thí nghiệm này, hai môi trường khác nhau sẽ là không khí và acrylic. Hệ số khúc xạ của
không khí hơi lớn hơn 1, là hệ số khúc xạ của chân không, theo định nghĩa. Đối với tất cả các tính
toán của thí nghiệm này, hệ số khúc xạ của không khí sẽ được tính là
1≈
air
n
. Định luật Snell đối
với mặt phân cách không khí-acrylic khi đó trở thành:
( )
acrylicacrylicair
n
θθ
sinsin0.1 =
Các góc
air
θ
và
acrylic
θ
sẽ dược đo và các giá trị của
air
θ

Template" (trang 8) và đ t nó lên bàn. Đ t c nh ph ng c a g ng ba m t áp vào ặ ặ ạ ẳ ủ ươ ặ
hình minh h a.ọ
2. Đặt Nguồn sáng quang học cơ bản bằng phẳng trên tờ giấy. Xoay núm để sinh ra một tia sáng
đơn. Chiếu tia dọc theo tia tới được minh họa.
3. Dùng một thước kẻ để vạch ra tia phản xạ. Vẽ một mũi tên trên tia để minh họa hướng đi của
nó.
4. Dùng thước đo góc để đo góc phản xạ, giữa đường pháp tuyến và tia phản xạ.
5. Làm lại cho một tia tới có góc tới lớn hơn 45°. Kẻ theo vạch cả hai tia tới và tia phản xạ.
• Bảo đảm bạn luôn luôn chiếu ánh sáng vào cùng một điểm trên gương.
• Dùng các bút chì màu khác nhau, nếu có sẵn, để phân biệt các lần thử nghiệm.
6. Làm lại cho một tia tới có góc tới nhỏ hơn 45°. Kẻ theo vạch cả hai tia tới và tia phản xạ.
7. Tổng kết phép đo của bạn trong bảng số liệu.
Written by Cecilia A. Hernández 2010
Reflection and Refraction EX-9987 Page 5 of 15
QUI TRÌNH B: Ánh sáng hắt ra từ một Gương lõm
1 In một bản copy trang Báo cáo thí nghiệm mà có mẫu gương lõm "Concave Mirror Template"
(trang 9) và đặt nó lên bàn. Đặt cạnh lõm của gương ba mặt áp vào hình minh họa.
8. Lặp lại quá trình chiếu một tia tới và kẻ theo vạch tia phản xạ đối vói ba góc tới khác nhau.
• Đảm bảo bạn luôn luôn chiếu ánh sáng vào cùng một điểm trên gương.
9. Đo các tia tới và tia phản xạ và tổng kết các phép đo của bạn vào trong bảng số liệu.
QUI TRÌNH C: Ánh sáng hắt ra từ một Gương lồi
1 In một bản copy trang Báo cáo thí nghiệm mà có mẫu gương lồi "Convex Mirror Template"
(trang 10) và đặt nó lên bàn. Đặt cạnh lồi của gương ba mặt áp vào hình minh họa.
10. Lặp lại quá trình chiếu một tia tới và kẻ theo vạch tia phản xạ đối vói ba góc tới khác nhau.
• Đảm bảo bạn luôn luôn chiếu ánh sáng vào cùng một điểm trên gương.
11. Đo các tia tới và tia phản xạ và tổng kết các phép đo của bạn vào trong bảng số liệu.
Written by Cecilia A. Hernández 2010
Reflection and Refraction EX-9987 Page 6 of 15
QUI TRÌNH D: Sự làm cong ánh sáng bằng Khúc xạ
1 In một bản copy của trang Báo cáo thí nghiệm mà

10 Nhập các giá trị cho các góc trong không khí và các góc trong acrylic vào trong các bảng số
liệu. Lưu ý rằng không thành vấn đề nếu không khí hay acrylic là tới của mặt khúc xạ. Chỉ cần
nhớ rằng bạn nhập chúng vào đúng bảng: trong không khí ‘In AIR’ hoặc trong Acrylic ‘In
ACRYLIC’.
Written by Cecilia A. Hernández 2010
Reflection and Refraction EX-9987 Page 7 of 15
11 Chương trình phần mềm sẽ tính toán sin của các góc và sẽ tự động vẽ đồ thị
air
sin
θ
đối với
acrylic
sin
θ
. Nhấn vào nút ‘Fit’ trên thanh công cụ đồ thị và chọn để làm một đường nối thẳng
‘Linear fit’ của dữ liệu.
12 Độ nghiêng của đồ thị, m, sẽ được cho thấy trong một hộp. Ghi giá trị độ nghiêng như giá trị
tính toán của bạn về hệ số khúc xạ của acrylic.
QUI TRÌNH E: Quan sát tán sắc
Lưu ý: Phòng cần phải rất tối để cho các kết quả tốt nhất.
1 In một bản copy của trang Báo cáo thí nghiệm mà có mẫu thiết lập tán sắc "Dispersion Setup
Template" và đặt nó lên bàn. Đặt miếng hình thang acrylic lên trên hình minh họa.
12. Đặt nguồn sáng quang học cơ bản trên giấy và và chiếu một tia sáng dọc theo tia tới được
minh họa.
13. Cẩn thận đánh dấu điểm mà tại đó tia thoát ra khỏi hình thang.
14. Tia mà ló ra khỏi hình thang tại ‘Bề mặt tán sắc’ sẽ cho thấy sự tán sắc các màu từ đỏ đến tím
(bạn hầu như sẽ nhìn thấy rõ nhất đỏ-đến-xanh, vì mắt bạn không nhạy lắm với màu tím).
• Cẩn thận vẽ một tia đi theo đường của ánh sáng màu đỏ, từ điểm đi ra đến mép của trang
giấy. Ký hiệu nó “Màu đỏ.”
• Cẩn thận vẽ một tia đi theo đường của ánh sáng màu xanh, từ điểm đi ra đến mép của

45°
Written by Cecilia A. Hernández 2010
Các tia tới
Mẫu gương phẳng
Các tia phản xạ
45°
Incident rays Reflected rays
Flat Mirror Template
Reflection and Refraction EX-9987 Page 9 of 15
SỐ LIỆU QUI TRÌNH B:
Ánh sáng hắt ra từ một gương lõm
GƯƠNG LÕM
Góc tới
i
θ
Góc phản xạ
r
θ
45°
Written by Cecilia A. Hernández 2010
Các tia phản xạ
Các tia tới
Mẫu gương lõm
Reflected rays
45°
Incident rays
Concave Mirror Template
Reflection and Refraction EX-9987 Page 10 of 15
SỐ LIỆU QUI TRÌNH C:
Ánh sáng hắt ra từ một gương lồi

Written by Cecilia A. Hernández 2010
tới trong acrylic
Mặt phân cách 2
khúc xạ trong không
khí
tới trong không khí
Mặt phân cách 1
khúc xạ trong acrylic
Mẫu hình thang Acrylic
Interface 1
45°
Acrylic Rhomboid Template
incident in air
refracted in acrylic
Interface 2
incident in acrylic
refracted in air
Reflection and Refraction EX-9987 Page 12 of 15
Extra Rhomboid Template:
Mẫu hình thang bổ sung:
Written by Cecilia A. Hernández 2010
tới trong acrylic
Mặt phân cách 2
khúc xạ trong không khí
tới trong không khí
Mặt phân cách 1
khúc xạ trong acrylic
Interface 1
incident in air
refracted in acrylic

CÂU HỎI QUI TRÌNH A, B, C: Ánh sáng hắt ra từ các Gương
1. Theo Định luật Phản xạ, góc tới và góc phản xạ phải như nhau. Trình bày: Thí nghiệm của bạn
cho thấy điều này như thế nào? Có thành vấn đề không nếu bề mặt phản xạ là phẳng hoặc bị
cong? Tại sao?
2. Những nguồn không ổn định trên thí nghiệm đối với phần thí nghiệm này là gì?
CÂU HỎI QUI TRÌNH D: Sự làm cong ánh sáng bởi Khúc xạ
1. Tính vận tốc tại đó ánh sáng đi bên trong acrylic.
2. Nhìn vào mặt phân cách 1: Khi đi từ không khí vào acrylic, tia khúc xạ có bị uốn về phía hay rời
xa khỏi đường pháp tuyến không?
3. Nhìn vào mặt phân cách 2: Khi đi từ acrylic vào không khí, tia khúc xạ có bị uốn về phía hay rời
xa khỏi đường pháp tuyến không?
Written by Cecilia A. Hernández 2010
Reflection and Refraction EX-9987 Page 15 of 15
CÂU HỎI QUI TRÌNH E: Quan sát Tán xạ
Lưu ý: Ánh sáng đỏ là tấn số thấp, cuối bước sóng dài của phổ nhìn thấy được. So với ánh sáng
xanh, có tấn số cao hơn và bước sóng ngắn hơn.
1. Tính vận tốc tại đó ánh sáng màu đỏ đi xuyên qua acrylic.
2. Tính vận tốc tại đó ánh sáng màu xanh đi xuyên qua acrylic.
3. Cái nào bị uốn cong hơn về phía pháp tuyến, ánh sáng màu đỏ hay ánh sáng màu xanh?
4. Đối với màu ánh sáng nào thì hệ số khúc xạ cao hơn, đối với ánh sáng màu đỏ hay ánh sáng màu
xanh?
5. So sánh các hệ số khúc xạ của ánh sáng màu đỏ và xanh với hệ số khúc xạ của acrylic tính toán
được trong Qui trình D, tán xạ không được tính toán đến ở đâu.
6. Kết luận:
• Tần số ánh sáng càng cao, thì vận tốc xuyên qua môi trường càng __________.
• Tần số ánh sáng càng cao, thì hệ số khúc xạ của môi trường càng __________.
• Chùm tia sáng đi xuyên qua một môi trường càng nhanh hơn, thì hệ số khúc xạ càng
__________.
• Chùm tia sáng đi xuyên qua một môi trường càng nhanh hơn, thì nó lệch về phía pháp
tuyến nhờ vào khúc xạ càng __________.