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

Bài tập 3.1 (trang 11): Khi một phần chiếc đũa bị nhúng trong nước, ta thấy chiếc đũa như bị gãy khúc tại mặt phân cách là do

A. hiện tượng truyền thẳng ánh sáng.            B. hiện tượng phản xạ ánh sáng.

C. hiện tượng tạo bóng đen sau vật chắn.      D. hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: D.

Bài tập 3.2 (trang 11): Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là

A. hiện tượng tia sáng bị uốn cong khi đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.

B. hiện tượng tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách khi chiếu xiên góc từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.

C. hiện tượng tia sáng khi bị gãy khúc tại mặt phân cách khi chiếu vuông góc từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.

D. hiện tượng tia sáng bị biến mất tại mặt phân cách khi đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: B.

Bài tập 3.3 (trang 12): 

Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng giữa hai môi trường xác định, chọn phát biểu sai khi nói về mối liên hệ giữa góc tới i và góc khúc xạ r.

A. Khi góc tới tăng thì góc khúc xạ tăng.

B. Tỉ số giữa góc tới và góc khúc xạ là một hằng số.

C. Tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là một hằng số.

D. Khi góc tới i = 0° thì góc khúc xạ r = 0°.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: B.

Bài tập 3.4 (trang 12): 

Khi truyền trong chân không, ánh sáng có tốc độ là 300 000 km/s. Biết chiết suất của thuỷ tinh với ánh sáng đỏ là 1,5. Ánh sáng đỏ truyền trong thuỷ tinh với có tốc độ là

A. 150 000 km/s.                                           B. 200 000 km/s.             

C. 300 000 km/s .                                          D. 450 000 km/s.

Bài giải chi tiết: 

=>

=> Đáp án đúng: B.

Bài tập 3.5 (trang 12):

Chiếu ánh sáng từ môi trường l sang môi trường 2 (hình 3.1).

Chọn phát biểu không đúng.

A. SI là tia tới, IS’ là tia phản xạ, IR là tia khúc xạ.

B. SI là tia phản xạ, IS’ là tia tới, IR là tia khúc xạ.

C. Môi trường 1 có chiết suất nhỏ hơn môi trường 2.

D. Cường độ sáng của tia SI lớn hơn cường độ sáng của tia IS’ và tia IR.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: B.

Bài tập 3.6 (trang 12): 

Trong các phát biểu ở bảng dưới đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai? Nếu phát biểu là sai, viết lại để được phát biểu đúng.

Bài giải chi tiết: 

Viết lại:

1. Khi truyền trong một môi trường trong suốt, đồng tính, ánh sáng sẽ truyền thẳng.

3. Khi ánh sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, khi đó không có tia khúc xạ.

5. Khi ánh sáng đi từ nước tới mặt phân cách giữa nước và không khí, chỉ xuất hiện tia khúc xạ đi vào không khí khi góc tới nhỏ hơn góc tới hạn phản xạ toàn phần.

Bài tập 3.7 (trang 13):

Vẽ tiếp đường truyền của tia sáng khi nó đến gặp mặt phân cách giữa hai môi trường trong các trường hợp sau.

Bài giải chi tiết: 

Bài tập 3.8 (trang 13):

Tia sáng đỏ chiếu từ không khí đến mặt nước với góc tới i = 60°. Biết chiết suất của nước với tia sáng đỏ là 1,325. Tìm góc khúc xạ.

Bài giải chi tiết: 

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

=>

=>

Bài tập 3.9 (trang 13):

Một bóng đèn được đặt dưới bể nước rộng, ở độ sâu 50 cm. Biết chiết suất của nước với ánh sáng đèn là 1,332. Tìm diện tích tối thiểu của một tấm chắn sáng được đặt trên mặt nước sao cho người ở phía trên không nhìn thấy bóng đèn ở bất kì vị trí đặt mắt nào.

Bài giải chi tiết: 

Để người phía trên không nhìn thấy bóng đèn ở bất kì hướng nhìn nào, tấm chắn phải chắn hoàn toàn các tia sáng khúc xạ ra khỏi mặt nước ứng với các tia tới từ đèn. Khi đó, tấm chắn tối thiểu có hình tròn và mép của nó là điểm ứng với góc tới hạn (hình 3).

Ta có:

=> .

Theo hình, bán kính tối thiểu của tấm chắn là OI, ta có 

OI = OS.tan = 56,82 (cm).

=>

Bài tập 3.10 (trang 13):

Tia laser được chiếu từ đèn tới bản bán trụ thuỷ tinh như hình 3.3.

a) Mô tả và giải thích đường truyền của các tia sáng ở hình 3.3.

b) Dựa vào kết quả ở hình 3.3, hãy tính:

- Chiết suất của thuỷ tinh làm bản bán trụ.

- Góc tới hạn phản xạ toàn phần của thuỷ tinh.

Bài giải chi tiết:

a) - Từ đèn, tia sáng đi thẳng từ không khí vào thuỷ tinh để đến tâm O của bản bán trụ (do chiều tới tâm bản bán trụ nên tại mặt phân cách giữa không khí và thuỷ tinh có góc tới bằng 0o).

- Tại mặt phân cách giữa thuỷ tinh và không khí, với góc tới i = 33°, một phần tia sáng bị phản xạ và một phần tia sáng bị khúc xạ với góc khúc xạ r = 56°.

b) Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

=>

Áp dụng công thức tính góc tới hạn:

=>

Bài tập 3.11 (trang 13):

Một chiếc đũa được nhúng trong hộp thuỷ tinh đựng nước. Đặt mắt phía góc hộp, ta thấy có hai đoạn đũa ở dưới nước như hình 3.4.

Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng, sử dụng hình vẽ để giải thích hiện tượng này.

Bài giải chi tiết:

Từ góc hộp nước, khi đặt mắt quan sát thì mắt sẽ nhận được hai chùm sáng khúc xạ tại hai mặt của hộp, mỗi chùm khúc xạ sẽ có đường kéo dài tạo ra một ảnh của chiếc đũa, nên ta thấy hai ảnh của chiếc đũa (hình 4).

Cụ thể, qua mặt 1 ta thấy ảnh, qua mặt 2 ta thấy ảnh .

Bài tập 3.12 (trang 14): 

Chiếu ánh sáng từ môi trường 1 sang môi trường 2 (hình 3.5).

a) Dùng mũi tên kí hiệu hướng truyền của các tia sáng a, b, c.

b) Biết môi trường 1 là không khí, góc tới là 40° và góc khúc xạ là 30°. Biểu diễn các góc trong hình vẽ. Tìm chiết suất của môi trường 2.

Bài giải chi tiết:

a) a là tia tới, b là tia phản xạ, c là tia khúc xạ (hình 5).

b) Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

=>