Giải vở BT vật lý 9 bài: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

A. HỌC THEO SGK

I. HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

1. Quan sát

Nhận xét về đường truyền tia sáng trên hình 40.2:

a) Từ S đến I (trong không khí): là đường thẳng

b) Từ I đến K (trong nước) là đường thẳng

c) Từ S đến mặt phân cách rồi đến K là đường gấp khúc

2. Kết luận

Tia sáng truyền từ không khí sang nước thì bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai moi trường. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

3. Một vài khái niệm

I là điểm tới

IK là tia khúc xạ

Đường NN’ vuông góc với mặt phân cách là pháp tuyến tại điểm tới

$\widehat{SIN}$ là góc tới kí hiệu i

$\widehat{KIN'}$ là góc khúc xạ kí hiệu là r

Mặt phẳng chưa tia tới SI và pháp tuyến NN’ là mặt phẳng tới

4. Thí nghiệm

C1. Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.

Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới do quan sát thấy tia khúc xạ lệch xuống dưới phương tia tới.

C2.

Phương án thí nghiệm kiểm tra: Thay đổi hướng của tia tới, quan sát tia khúc xạ, độ lớn góc tới, góc khúc xạ.

5. Kết luận

Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước thì:

- tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới

- góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới

C3. Thể hiện kết luận trên bằng hình vẽ 40.1:

SI là tia tới ứng với góc tới i

IK là tia khúc xạ ứng với góc khúc xạ r.

II. SỰ KHÚC XẠ CỦA TIA SÁNG TRUYỀN TỪ NƯỚC SANG KHÔNG KHÍ

1. Dự đoán

C4.

   + Dự đoán: Kết luận trên không còn đúng trong trường hợp tia sáng truyền từ từ nước sang không khí. Khi đó góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới.

   + Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra:

- Chiếu tia sáng từ nước sang không khí bằng cách đặt nguồn sáng ở đáy bình nước.

- Để đáy bình lệch ra khỏi mặt bàn, đặt nguồn sáng ở ngoài bình, chiếu một tia sáng qua đáy bình vào nước rồi sang không khí.

Tiến hành thí nghiệm theo các bước như đối với trường hợp ánh sáng truyền từ không khí sang nước.

C5. Đường nối các vị trí của ba đinh ghim A, B, C là đường truyền của tia sáng từ đinh ghim A tới mắt vì:

Mắt chỉ nhìn thấy A khi ánh sáng từ A phát ra truyền được đến mắt. Khi mắt chỉ nhìn thấy B mà không thấy A có nghĩa là ánh sáng từ A phát ra đã bị B che khuất, không đến được mắt. Khi mắt chỉ nhìn thấy C mà không thấy A, B có nghĩa là ánh sáng từ A, B phát ra đã bị C che khuất không đến được mắt. Khi bỏ B, C đi thì ta lại nhìn thấy A có nghĩa là ánh sáng từ A phát ra đã truyền qua nước và không khí đến được mắt.

Vậy đường nối vị trí của ba đinh ghim A, B, C là đường biểu diễn đường truyền của tia sáng từ A ở trong nước tới mặt phân cách giữa nước và không khí, rồi đến mắt.

C6. Đường truyền của tia sáng từ nước sang không khí bị khúc xạ tại mặt phân cách giữa nước và không khí. B là điểm tới, AB là tia tới, BC là tia khúc xạ. Góc khúc xạ lớn hơn góc tới. Có thể dùng thước đo độ hoặc dùng cách chứng minh hình học để thấy được góc khúc xạ lớn hơn góc tới.

3. Kết luận

Khi tia sáng truyền từ nước sang không khí thì:

- tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới

- góc khúc xạ lớn hơn góc tới

III. VẬN DỤNG

C7.

C8.

   + Khi chưa đổ nước vào bát, ta không nhìn thấy đầu dưới (A) của chiếc đũa.

   + Trong không khí, ánh sáng chỉ có thể đi theo đường thẳng từ A đến mắt. Nhưng những điểm trên chiếc đũa thẳng đã chắn mất đường truyền đó nên tia sáng này không đến được mắt.

   + Giữ nguyên vị trí đặt mắt và đũa. Đổ nước vào bát tới một vị trí nào đó, ta lại nhìn thấy A.