BÀI 3: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG VÀ PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP SGK

I. HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

Câu 1: Nêu một số cách để quan sát đường tia sáng trong các môi trường trong suốt mà em biết.

Câu 2: Mô tả và giải thích đường đi của tia sáng trong hình 3.3.

Câu 3: Nêu thêm một số hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong đời sống.

II. ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

Câu 1: Trong bảng 3.1, tốc độ ánh sáng truyền trong môi trường nào là nhỏ nhất? Từ đó, cho biết chiết suất môi trường nào là lớn nhất.

Câu 2: Tính chiết suất của môi trường không khí ở 0°C và 1 atm.

Câu 3: Tính chiết suất của mỗi loại thuỷ tinh.

Câu 4: Ở hình 3.5, em hãy chỉ ra:

• Môi trường chứa tia tới.

• Môi trường chứa tia khúc xạ.

• Điểm tới và pháp tuyến của mặt phân cách tại điểm tới đó.

Câu 5: Chùm sáng từ Mặt Trời chiếu đến mặt nước với góc tới i = 30°, tính góc khúc xạ r. Vẽ hình mô tả hiện tượng xảy ra.

III. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Câu 1: Lắp đặt các dụng cụ như hình 3.5, chiếu tia sáng đi từ không khí vào bản bán trụ, tăng dần góc tới từ 0° đến 90°. Hãy cho biết có xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần hay không.

Câu 2: Tính góc tới hạn khi chiếu tia sáng đi từ nước ra không khí. Biết chiết suất của nước là n = 1,33. Với góc tới hạn tính được, em hãy thực hiện thí nghiệm kiểm tra điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần với hai môi trường nước và không khí. Câu 3: Khi ta quan sát một vật ở dưới đây về nước (hình 3.8), ta có cảm giác vật và đây bể ở gần mặt nước hơn so với thực tế. Em hãy giải thích hiện tượng này.

Vận dụng: Khi người thợ lặn ở dưới nước nhìn lên trên chỉ thấy có một vùng hình tròn sáng ở mặt nước, phía ngoài vùng đó bị tối đen mặc dù bên trên không có vật che sáng (hình 3.9). Em hãy giải thích hiện tượng này.

PHẦN II. 5 PHÚT GIẢI CÂU HỎI, BÀI TẬP SGK

I. HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

Đáp án CH 1: - Sử dụng tia sáng laser

- Sử dụng bể cá/hộp thủy tinh

- Sử dụng lăng kính

Đáp án CH 2: Mô tả: 

- Tia sáng đi từ môi trường không khí sang môi trường thủy tinh và tới mặt phân cách giữa hai môi trường. 

- Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách, bẻ cong tới pháp tuyến. Tia sáng đi trong khối thủy tinh tới điểm I.

- Tia sáng đi từ môi trường thủy tinh sang môi trường không khí và tới mặt phân cách giữa hai môi trường. 

- Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách, bẻ cong ra xa pháp tuyến. 

Giải thích: Hiện tượng tia sáng bị gãy khúc khi đi qua khối thủy tinh là do sự khúc xạ ánh sáng.

Đáp án CH 3: - Ảnh ảo dưới đáy hồ

- Bầu trời có màu xanh

- Cầu vồng

- Kính lúp

II. ĐỊNH LUẬT KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

Đáp án CH 1: - Môi trường kim cương là nhỏ nhất.

- Môi trường không khí là lớn nhất.

- Kim cương có chiết suất lớn nhất.

Đáp án CH 2: 1.000293

Đáp án CH 3: - Thủy tinh crown: 1.522

- Thủy tinh flint: 1.662

Đáp án CH 4: - Môi trường chứa tia tới : Không khí

- Môi trường chứa tia khúc xạ: Nước

- Điểm tới nơi tia sáng đi từ môi trường không khí đi vào môi trường nước.

- Pháp tuyến là đường thẳng vuông góc với mặt phân cách.

Đáp án CH 5: r ≈ 21.48°

III. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Đáp án CH 1: - Khi góc tới nhỏ hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần, tia sáng sẽ phân chia thành hai phần: Một phần phản xạ và một phần khúc xạ 

- Khi góc tới bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần, tia sáng sẽ phản xạ toàn phần. 

- Khi góc tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần, tia sáng sẽ phản xạ toàn phần.

Đáp án CH 2: 48.6°

Đáp án CH 3: Khi chúng ta nhìn vào một vật bên dưới mặt nước, ánh sáng từ vật phản xạ lên mắt của chúng ta. Ánh sáng này sẽ trải qua hiện tượng gập ánh sáng khi chuyển từ không khí sang nước. Vì ánh sáng bị gập lại khi đi qua nước, nó tạo ra một hình ảnh giả mạo của vật ở một vị trí cao hơn so với vị trí thực tế của vật. 

Đáp án VD: Ánh sáng gương mắt của người lặn gây ra một điểm sáng trung tâm, và nhờ tác dụng từng bức xạ của ánh sáng trong suốt nước, mà ta có thể thấy được một halo sáng xung quanh điểm sáng đó. Khi cách xa điểm sáng, chúng ta không thể nhận được đủ sự tăng cao của ánh sáng và chỉ thấy được một vùng tròn sáng và phía ngoài tối đen