Giải bài tập 40: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: Sự gãy của ánh sáng khi đi qua các môi trường khác nhau
Khi ánh sáng truyền từ một môi trường trong suốt sang một môi trường trong suốt khác và gặp phải mặt phân cách giữa hai môi trường, ánh sáng sẽ bị gãy và đi theo hướng khác, được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Đây là một hiện tượng phổ biến trong tự nhiên mà chúng ta có thể quan sát thường xuyên trong cuộc sống hàng ngày.
Có một vài khái niệm quan trọng liên quan đến hiện tượng này, bao gồm:
- I là điểm tới, SI là tia tới
- IK là tia khúc xạ
- NN' là pháp tuyến tại điểm tới
- $\widehat{SIN}$ là góc tới, kí hiệu là i
- $\widehat{KIN'}$ là góc khúc xạ, kí hiệu là r
- Mặt phẳng chứa tia tới SI và pháp tuyến NN' là mặt phẳng tới
Đối với việc ánh sáng truyền từ nước sang không khí, chúng ta có thể quan sát rằng góc khúc xạ sẽ thay đổi tùy thuộc vào môi trường đang đi qua. Khi ánh sáng đi từ không khí sang nước, góc khúc xạ sẽ nhỏ hơn góc tới. Ngược lại, khi ánh sáng đi từ nước sang không khí, góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới.
Thông qua việc hiểu rõ về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, chúng ta có thể áp dụng kiến thức này vào thực tiễn và hiểu rõ hơn về cách ánh sáng tương tác khi chuyển đổi giữa các môi trường khác nhau.
Bài tập và hướng dẫn giải
Hướng dẫn trả lời các câu hỏi giữa bài
Trang 109 sách giáo khoa (SGK) Vật lí lớp 9
Bố trí thí nghiệm như Hình 40.2
Nhúng thẳng đứng một phần của miếng gỗ phẳng vào trong nước. Chiếu tia sáng là là trên mặt miếng gỗ tới mặt phân cách PI tại điểm tới I.
C1. Hãy cho biết tia khúc xạ có nằm trong mặt phẳng tới không.
Góc tới và góc khúc xạ, góc nào lớn hơn ?
C2. Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra xem những nhận xét trên có còn đúng khi thay đổi góc tới hay không.
Trang 109 sách giáo khoa (SGK) Vật lí lớp 9
Hãy thể hiện kết luận trên bằng hình vẽ
Trang 109 sách giáo khoa (SGK) Vật lí lớp 9
Kết luận trên có còn đúng trong trường hợp tia sáng truyền từ nước sang không khí hay không ? Đề xuất một phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đó.
Trang 110 sách giáo khoa (SGK) Vật lí lớp 9
Có thể dùng phương pháp che khuất sau đây để vẽ đường truyền của tia sáng từ nước sang không khí.
a) Bố trí thí nghiệm như hình 40.3, trong đó A và B là vị trí cắm hai đinh ghim trên phần miếng gỗ nhúng trong nước.
b) Tìm vị trí đặt mắt để thấy đinh ghim B che khuất đinh ghim A. Đưa đinh ghim C tới vị trí sao cho nó che khuất đồng thời cả A và B (đinh ghim C không được vẽ trên hình 40.3)
C5. Chứng minh rằng: Đường nối các vị trí của ba đinh ghim A,B,C là đường truyền của tia sáng từ đinh ghim A tới mắt
C6. Nhận xét đường truyền của tia sáng, chỉ ra điểm tới, tia tới, tia khúc xạ, vẽ pháp tuyến tại điểm tới. So sánh độ lớn góc khúc xạ và góc tới
Hướng dẫn giải các bài tập cuối bài
Câu 7: Trang 110 sách giáo khoa (SGK) Vật lí lớp 9
Phân biệt các hiện tượng khúc xạ ánh sáng và phản xạ ánh sáng
Câu 8: Trang 110 sách giáo khoa (SGK) Vật lí lớp 9
Giải thích hiện tượng nêu ra ở đầu bài:" Đặt mắt nhìn dọc theo một chiếc đũa thẳng từ đầu trên, ta không nhìn thấy đầu dưới của đũa. Giữ nguyên vị trí đặt mắt, đổ nước vào bát, liệu có nhìn thấy đầu dưới của đũa hay không ? "