A. Tóm tắt lý thuyết
1. Sự thay đổi góc khúc xạ theo góc tới
Khi tia sáng đi từ không khí sang thủy tinh:
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
- Góc tới tăng (giảm) góc khúc xạ cũng tăng (giảm)
Mở rộng
- Người ta đã làm nhiều TN về hiện tượng khúc xạ. Khi chiếu ánh sáng từ không khí sang môi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau như thạch anh, nước đá, rượu, dầu.người ta đều thấy kết luận trên vẫn đúng.
2. Quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ
- Khi tia sáng đi từ không khí sang các môi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới và ngược lại.
- Khi góc tới tăng (hoặc giảm) thì góc khúc xạ cũng tăng (hoặc giảm) theo.
- Khi góc tới bằng 0o thì góc khúc xạ cũng bằng 0o, tia sáng không bị gãy khúc khi truyền qua hai môi trường.
3. Phương pháp giải:
3.1. Cách vẽ tia khúc xạ khi tia sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác
Tiến hành theo các bước:
- Vẽ tia tới, xác định điểm tới là giao điểm giữa tia tới và mặt phân cách giữa hai môi trường.
- Vẽ pháp tuyến là đoạn thẳng vuông góc với mặt phân cách giữa hai môi trường tại điểm tới.
- Vẽ tia khúc xạ nằm ở bên kia pháp tuyến (không cần độ chính xác cao) như sau:
- Khi tia sáng truyền từ không khí vào môi trường trong suốt rắn, lỏng…thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
- Khi tia sáng truyền từ môi trường trong suốt rắn, lỏng… vào không khí thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới.
3.2. Sự thay đổi của góc khúc xạ theo góc tới
- Dựa vào mối quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ:
- Khi góc tới tăng (hoặc giảm) thì góc khúc xạ cũng tăng (hoặc giảm) theo.
- Khi góc tới bằng 0o thì góc khúc xạ cũng bằng 0o, tia sáng không bị gãy khúc khi truyền qua hai môi trường.
Bài tập minh họa
Bài 1 Chiếu một tia sáng từ trong nước ra không khí, với góc tới bằng 300 thì góc khúc xạ sẽ như thế nào?
Hướng dẫn giải:
Góc khúc xạ lớn hơn 300. Vì: Khi tia sáng đi từ không khí sang các môi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới và ngược lại.
Bài 2 Một con cá vàng đang bơi trong một bể cá cảnh có thành bằng thủy tinh trong suốt. Một người ngắm con cá qua thành bể. Hỏi tia sáng truyền từ con cá đến mắt người đó đã chịu bao nhiêu lần khúc xạ?
Hướng dẫn giải:
Hai lần khúc xạ vì khúc xạ lần thứ nhất từ nước qua thành thủy tinh, khúc xạ lần thứ hai từ thành thủy tinh qua không khí đến mắt.
B. Bài tập trong sách giáo khoa
Bài C1 (trang 111 SGK Vật Lý 9): Chứng minh rằng đường nối các vị trí A, I, A' trong hình 41.1 SGK là đường truyền của tia sáng từ đinh ghim A đến mắt
Hướng dẫn giải:
Đặt mắt ở phía cạnh cong của miếng thủy tinh, ta thấy chỉ có một vị trí quan sát được hình ảnh của đinh ghim A qua miếng thủy tinh. Điều đó chứng tỏ ánh sáng từ A phát ra, truyền đến khe hở I vào miếng thủy tinh rồi đến mắt. Khi chỉ nhìn thấy đinh ghim A' có nghĩa là A' đã che khuất I và A, do đó ánh sáng từ A phát ra không đến được mắt. Vậy đường nối các vị trí A, I, A' là đường truyền của tia sáng từ đinh ghim A tới mắt.
Bài C2 (trang 111 SGK Vật Lý 9): Nêu nhận xét về đường truyền của tia sáng từ không khí vào thủy tinh. Chỉ ra tia tới, tia khúc xạ, góc tới, góc khúc xạ.
Hướng dẫn giải:
Tia sáng đi từ không khí vào thủy tinh, bị khúc xạ tại mặt phân cách giữa không khí và thủy tinh. AI là tia tới, IA' là tia khúc xạ, góc NIA là góc tới, góc NTA' là góc khúc xạ (hình 41.1).
.png)
Bài C3 (trang 112 SGK Vật Lý 9): Trên hình 41.2 SGK cho biết M là vị trí đặt mắt để nhìn thấy ảnh viên sỏi nhỏ ở trong nước, A là vị trí thực của viên sỏi, B là vị trí ảnh của nó, PQ là mặt nước. Hãy vẽ đường truyền của tia sáng từ viên sỏi đến mắt.
Hướng dẫn giải:
Bài C4 (trang 112 SGK Vật Lý 9): Ở hình 41.3 SGK, SI là tia tới. Tia khúc xạ của tia này trùng với một trong số các đường IH, IE, IG, IK. Hãy điền dấu mũi tên vảo tia khúc xa đó.
Hướng dẫn giải:
Dấu mũi tên đặt vào đường IG.
C. Một số câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1: Có một tia sáng chiếu từ không khí xiên góc vào mặt nước thì:
A. Góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới.
B. Góc khúc xạ sẽ bằng góc tới.
C. Góc khúc xạ sẽ nhỏ hơn góc tới.
D. Cả ba trường hợp A, B, C đều có thể xảy ra.
Câu 2: Một tia sáng phát ra từ một bóng đèn trong một bể cá cảnh, chiếu lên trên, xuyên góc vào mặt nước và ló ra ngoài không khí thì:
A. Góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới.
B. Góc khúc xạ sẽ bằng góc tới.
C. Góc khúc xạ sẽ nhỏ hơn góc tới.
D. Cả ba trường hợp A, B, C đều có thể xảy ra.
Câu 3: Chiếu một tia sáng từ không khí vào thuỷ tinh, với góc tới bằng 600 thì:
A. Góc khúc xạ lớn hơn 600.
B. Góc khúc xạ bằng 600.
C. Góc khúc xạ nhỏ hơn 600.
D. Cả ba câu A, B, C đều sai.
Câu 4: Chiếu một tia sáng từ trong nước ra không khí, với góc tới bằng 300 thì:
A. Góc khúc xạ lớn hơn 300.
B. Góc khúc xạ bằng 300.
C. Góc khúc xạ nhỏ hơn 300.
D. Cả ba câu A, B, C đều sai.
Câu 5: Một con cá vàng đang bơi trong một bể cá cảnh có thành bằng thủy tinh trong suốt. Một người ngắm con cá qua thành bể. Hỏi tia sáng truyền từ con cá đến mắt người đó đã chịu bao nhiêu lần khúc xạ?
A. Không lần nào
B. Một lần.
C. Hai lần.
D. Ba lần
