Hiện tượng khúc xạ ánh sáng chi tiết Vật Lý 9

Ở bài viết này, HOCMAI muốn gửi tới các em học sinh bài viết về chuyên đề Hiện tượng khúc xạ ánh sáng, nằm trong chương trình Vật Lý 9. Các em hãy cùng HOCMAI bắt đầu bài học ngay thôi nào!

 

Bài viết tham khảo thêm:

• Tổng kết chương II : Điện từ học
• Tổng hợp kiến thức Vật lý 9 học kì I
• Đề tham khảo thi học kỳ I Vật Lý 9

 

I – Lý thuyết Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì

Khi tia sáng truyền từ một môi trường trong suốt này sang một môi trường trong suốt khác xảy ra hiện tượng bị gãy khúc tại mặt phân cách ở giữa hai môi trường. Hiện tượng đó được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

– Ở hình vẽ dưới đây quy ước:

• I là điểm tới và SI là tia tới
• IK là tia khúc xạ
• Đường NN’ vuông góc cùng với mặt phân cách chính là pháp tuyến tại điểm tới I.
• Góc SIN là góc tới, được kí hiệu là i
• Góc KIN’ là góc khúc xạ, được kí hiệu là r
• Mặt phẳng có chứa tia tới SI cùng pháp tuyến NN’ chính là mặt phẳng tới. 

2. Sự khúc xạ ánh sáng qua hai môi trường Nước – Không khí

– Khi tia sáng truyền từ môi trường không khí sang môi trường nước thì:

• a khúc xạ nằm ở trong mặt phẳng tới 
• Góc khúc xạ nhỏ hơn so với góc tới

– Khi tia sáng được truyền được từ môi trường nước sang môi trường không khí thì:

• Tia khúc xạ nằm ở trong mặt phẳng tới
• Góc khúc xạ lớn hơn so với góc tới

– Khi tăng lên (hoặc giảm xuống) góc tới thì góc khúc xạ cũng sẽ tăng lên (hoặc giảm xuống).

 

II – Giải bài tập Thấu kính hội tụ SGK Vật lí 9

Câu C1 | Trang 109 SGK Vật Lý 9

Bố trí thí nghiệm như ở Hình 40.2

Nhúng thẳng đứng một phần miếng gỗ phẳng vào ở trong nước. Chiếu tia sáng là là ở trên mặt miếng gỗ đến mặt phân cách PI tại điểm tới là I.

Hãy cho biết tia khúc xạ có nằm ở trong mặt phẳng tới không? So sánh góc tới và góc khúc xạ thì góc nào lớn hơn ?

Hướng dẫn trả lời

Tia khúc xạ có nằm ở bên trong mặt phẳng tới và góc tới lớn hơn so với góc khúc xạ

Câu C2 | Trang 109 SGK Vật Lý 9

Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để có thể kiểm tra xem những nhận xét ở trên có còn đúng khi ta thay đổi góc tới hay không.

Hướng dẫn trả lời

Phương án thí nghiệm: Thay đổi hướng của góc tới, sau đó đo độ lớn của góc tới cùng với góc khúc xạ, từ đó có thể xét xem nhận xét có còn đúng hay không. 

Câu C3 | Trang 109 SGK Vật Lý 9 

Hãy thể hiện kết luận ở trên bằng hình vẽ 

Hướng dẫn trả lời

Câu C4 | Trang 109 SGK Vật Lý 9 

Kết luận ở trên có còn đúng trong trường hợp nếu tia sáng truyền từ nước sang không khí hay không? Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm để có thể kiểm tra dự đoán đó.

Hướng dẫn trả lời

– Kết luận ở trên không còn chính xác trong trường hợp tia sáng truyền từ môi trường nước sang môi trường không khí 

– Phương án thí nghiệm dùng để kiểm tra: Chiếu tia sáng từ môi trường nước sang môi trường không khí bằng cách đặt nguồn sáng ở dưới nước, từ đó có thể xác định được độ lớn góc tới và góc khúc xạ xem có còn chính xác với kết luận hay không.

Câu C5 | Trang 110 SGK Vật Lý 9

Có thể sử dụng phương pháp che khuất dưới đây để vẽ đường truyền của tia sáng từ môi trường nước sang môi trường không khí.

a) Bố trí thí nghiệm như ở hình 40.3, trong đó A và B là vị trí để cắm hai đinh ghim trên phần miếng gỗ nhúng ở trong nước.

b) Tìm vị trí đặt mắt để thấy được đinh ghim B che khuất đinh ghim A. Đưa đinh ghim C đến vị trí sao cho nó che khuất được đồng thời cả 2 đinh ghim A và B (đinh ghim C không được vẽ ở trên hình 40.3)

Chứng minh rằng: Đường nối vị trí của ba đinh ghim A,B và C là đường truyền của tia sáng từ đinh ghim A đến mắt.

Hướng dẫn trả lời

• Đinh ghim B che khuất đinh ghim A → Mắt nhìn thấy được đinh ghim B những không thấy được đinh ghim A. Như vậy có nghĩa là ánh sáng từ đinh ghim A phát ra đã bị che khuất, không thể đến được mắt bởi vì đinh ghim B.
• Đưa đinh ghim C đến vị trí sao cho nó che khuất được cả A và B → Mắt chỉ nhìn thấy được đinh ghim C mà không thể thấy được A, B. Như vậy ánh sáng từ các đinh ghim A và B phát ra đều đã bị đinh ghim C che khuất nên không thể đến được mắt.
• Khi bỏ các đinh ghim B và C đi thì ta lại có thể nhìn thấy đinh ghim A → Ánh sáng từ đinh ghim A phát ra đã truyền qua được nước và không khí và tới được mắt.

Vậy: Đường nối vị trí của cả ba đinh ghim A, B và C biểu diễn đường truyền của tia sáng từ đinh ghim A đến mắt. 

Câu C6 | Trang 110 SGK Vật Lý 9

Nhận xét đường truyền của một tia sáng, chỉ ra tia tới, điểm tới, tia khúc xạ và vẽ pháp tuyến tại điểm tới. So sánh độ lớn của góc khúc xạ so với góc tới

Hướng dẫn trả lời

Đường truyền của tia sáng từ môi trường nước sang môi trường không khí bị khúc xạ tại mặt phân cách ở giữa nước và không khí. 

• I là điểm tới; 
• SI là tia tới; 
• IK là tia khúc xạ; 
• Góc khúc xạ lớn hơn so với góc tới.

Câu C7 | Trang 110 SGK Vật Lý 9 

Phân biệt hiện tượng phản xạ ánh sáng và hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Hướng dẫn trả lời

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng	Hiện tượng phản xạ ánh sáng
– Tia sáng truyền từ một môi trường trong suốt này sang một môi trường trong suốt khác. – Góc tới không bằng góc khúc xạ.	– Tia sáng truyền tới gặp mặt phân cách ở giữa hai môi trường trong suốt sẽ bị hắt trở lại với môi trường trong suốt cũ. – Góc phản xạ bằng với góc tới

 

Câu C8 | Trang 110 SGK Vật Lý 9

Giải thích hiện tượng đã nêu ra ở đầu bài: Đặt mắt nhìn dọc thẳng từ đầu trên theo một chiếc đũa, ta không nhìn thấy được đầu dưới của đũa. Giữ nguyên vị trí đặt mắt sau đó đổ nước vào bát, liệu có thể nhìn thấy đầu dưới của đũa hay là không? 

Hướng dẫn trả lời

– Khi chưa đổ nước vào bát, ánh sáng chỉ có thể đi theo một đường thẳng từ đầu dưới của đũa tới mắt, đặt mắt nhìn dọc theo chiếc đũa thẳng từ trên đầu xuống, ta không nhìn thấy được đầu dưới của đũa bởi vì đũa thẳng đã chắn mất đường truyền đó vậy nên tia sáng này không tới được mắt.

– Giữ nguyên vị trí đặt mắt và đũa, sau đó đổ nước vào bát, ta lại có thể nhìn thấy đầu dưới của đũa.

 

III – Bài tập Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Câu 1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng đến khi gặp mặt phân cách ở giữa hai môi trường:

A) bị hắt trở lại với môi trường cũ.

B) bị hấp thụ hoàn toàn và không thể truyền đi vào môi trường trong suốt thứ hai.

C) tiếp tục đi thẳng vào với môi trường trong suốt thứ hai.

D) bị gãy khúc tại mặt phân cách ở giữa hai môi trường và đi vào với môi trường trong suốt thứ hai.

Trả lời

→ Đáp án D

Câu 2: Pháp tuyến là đường thẳng

A) tạo với tia tới một góc vuông tại điểm tới.

B) tạo với mặt phân cách ở giữa hai môi trường tại điểm tới một góc vuông.

C) tạo với mặt phân cách ở giữa hai môi trường tại điểm tới một góc nhọn.

D) song song cùng với mặt phân cách ở giữa hai môi trường.

Trả lời

→ Đáp án B

Câu 3: Khi một tia sáng đi từ môi trường không khí đến mặt phân cách ở giữa không khí và nước thì có thể sẽ xảy ra hiện tượng nào ở dưới đây?

A) Chỉ có thể xảy ra được hiện tượng khúc xạ.

B) Chỉ có thể xảy ra được hiện tượng phản xạ.

C) Không thể xảy ra đồng thời cả hiện tượng khúc xạ cùng với hiện tượng phản xạ.

D) Có thể xảy ra đồng thời cả hiện tượng khúc xạ vùng với hiện tượng phản xạ.

Trả lời

→ Đáp án D

Câu 4: Trường hợp nào thì tia tới và tia khúc xạ trùng với nhau?

A) Góc tới bằng với góc khúc xạ và khác 0.

B) Góc tới lớn hơn so với góc khúc xạ.

C) Góc tới bằng 0.

D) Góc tới nhỏ hơn so với góc khúc xạ.

Trả lời

→ Đáp án C

Câu 5: Chọn câu phát biểu đúng

A) Khi ánh sáng đi từ môi trường nước vào môi trường không khí thì tia tới và tia khúc xạ không cùng nằm ở trong mặt phẳng tới. Góc tới bằng với góc khúc xạ.

B) Khi ánh sáng đi từ môi trường nước vào môi trường không khí thì tia tới và tia khúc xạ cùng nằm ở trong mặt phẳng tới. Góc tới nhỏ hơn so với góc khúc xạ.

C) Khi ánh sáng đi từ môi trường nước vào môi trường không khí thì tia tới và tia khúc xạ cùng nằm trong mặt phẳng tới. Góc tới bằng với góc khúc xạ.

D) Khi ánh sáng đi từ môi trường nước vào môi trường không khí thì tia tới và tia khúc xạ cùng nằm ở trong mặt phẳng tới. Góc tới bằng với góc khúc xạ.

Trả lời

→ Đáp án B

Câu 6: Dùng kẹp gắp một viên bi ở dưới đáy chậu khi không có nước và lúc chậu chứa đầy nước. Phát biểu nào sau đây là chính xác?

A) Chậu có nước khó gắp hơn bởi vì ánh sáng từ viên bi truyền tới mắt bị khúc xạ nên khó có thể xác định vị trí của viên bi.

B) Chậu có nước khó gắp hơn bởi vì có hiện tượng phản xạ ánh sáng.

C) Chậu có nước khó gắp hơn bởi vì bi có nước làm giảm ma sát.

D) Chậu có nước khó gắp hơn bởi vì có hiện tượng tán xạ ánh sáng.

Trả lời

→ Đáp án A

Câu 7: Một tia sáng khi truyền từ môi trường nước vào môi trường không khí thì:

A) Góc khúc xạ lớn hơn so với góc tới.

B) Tia khúc xạ luôn nằm trùng cùng với pháp tuyến.

C) Tia khúc xạ hợp một góc 30º với pháp tuyến.

D) Góc khúc xạ vẫn nằm ở trong môi trường nước.

Trả lời

→ Đáp án A

Câu 8: Trong những trường hợp sau đây, tia sáng truyền tới mắt là tia khúc xạ khi?

A) Khi ta ngắm một bông hoa ở trước mắt.

B) Khi ta soi gương.

C) Khi ta quan sát một con cá vàng đang bơi ở trong bể cá cảnh.

D) Khi ta xem chiếu bóng.

Trả lời

→ Đáp án C

Câu 9: Góc khúc xạ r trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng là góc được tạo bởi:

A) Tia khúc xạ cùng với pháp tuyến tại điểm tới.

B) Tia khúc xạ cùng với tia tới.

C) Tia khúc xạ cùng với mặt phân cách.

D) Tia khúc xạ cùng với điểm tới.

Trả lời

→ Đáp án A

Câu 10: Một tia sáng đèn pin được chiếu rọi từ không khí vào một xô nước trong. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng sẽ xảy ra tại đâu?

A) Trên đường truyền ở trong không khí.

B) Tại mặt phân cách ở giữa không khí và nước.

C) Trên đường truyền ở trong nước.

D) Tại đáy xô nước.

Trả lời

→ Đáp án B

Như vậy chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu xong bài viết về chuyên đề Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Để có thêm tìm hiểu thêm nhiều kiến thức của môn Vật Lý 9 hay các bộ môn khác, các em hãy truy cập vào website hoctot.hocmai.vn để tham khảo và cập nhật những bài viết mới nhất nhé!