BÀI 4: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

Bài tập 4.1 (trang 11): 

Kim cương có chiết suất xấp xỉ 2,42. Thông tin này có ý nghĩa gì?

A. Tốc độ ánh sáng trong kim cương nhỏ hơn tốc độ ánh sáng trong không khí 2,42 lần.

B. Tốc độ ánh sáng trong kim cương lớn hơn tốc độ ánh sáng trong không khí 2,42 lần.

C. Khi ánh sáng truyền từ không khí vào kim cương, tia sáng bị lệch 2,42° về phía pháp tuyến.

D. Khi ánh sáng truyền từ không khí vào kim cương, tia sáng bị lệch 2,42° ra xa pháp tuyến.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: A.

Bài tập 4.2 (trang 11):

Hiện tượng nào sau đây không liên quan đến sự khúc xạ ánh sáng?

A. Chiếc bút chì đặt trong cốc nước trông như bị gãy khúc tại mặt nước. 

B. Ảnh của cá dưới nước trông ở gần mặt nước hơn vị trí thực tế của cá.     

C. Mặt Trời vừa lặn xuống dưới đường chân trời nhưng bầu trời vẫn chưa tối hẳn.

D. Tia nắng truyền xuyên qua khe hở nhỏ trên tường tạo nên vệt sáng trên sàn nhà.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: D.

Bài tập 4.3 (trang 11): 

Một tia sáng đi từ điểm S trong không khí tới điểm I tại mặt phân cách thuỷ tinh – không khí như hình bên. Sau khi rời mặt phân cách này, tia sáng tiếp tục đi theo đường nào?

A. IA.                              B. IB.                     C. IC.                     D. ID.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: C.

Bài tập 4.4 (trang 11): 

Nguyên nhân gây ra sự khúc xạ tại mặt phân cách khi ánh sáng truyền từ không khí vào thuỷ tinh là vì

A. bản chất của ánh sáng thay đổi.                B. tần số của ánh sáng thay đổi.

C. tốc độ của ánh sáng thay đổi.                    D. màu sắc của ánh sáng thay đổi.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: C.

Bài tập 4.5 (trang 12):

Một tia sáng truyền từ không khí đến bề mặt phẳng yên tĩnh của một chất lỏng trong suốt dưới góc tới 45° thì góc khúc xạ của tia sáng trong chất lỏng là 32°. Xác định chiết suất của chất lỏng.

Bài giải chi tiết: 

Chiết suất của chất lỏng là:

Bài tập 4.6 (trang 12): 

Một tia sáng truyền từ không khí đến bề mặt của một khối chất rắn trong suốt dưới góc tới 50° thì tia khúc xạ bị lệch 18° so với tia tới. Tính chiết suất của khối chất rắn.

Bài giải chi tiết: 

Chiết suất của các chất thường lớn hơn chiết suất của không khí nên khi tia sáng truyền từ không khí vào khối chất rắn thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới và lúc này có giá trị:

Chiết suất của chất rắn là:

Bài tập 4.7 (trang 12):

Góc tới và góc khúc xạ của tia sáng khi truyền từ không khí lần lượt vào các môi trường trong suốt A, B, C và D được ghi lại trong bảng dưới đây. Môi trường nào là kim cương? Biết chiết suất của kim cương xấp xỉ 2,42.

Bài giải chi tiết: 

Ta có: với

Bài tập 4.8 (trang 12): Một chất lỏng có chiết suất 1,36.

a) Xác định tốc độ lan truyền ánh sáng trong chất lỏng này.

b) Một tia sáng truyền từ không khí tới bề mặt phẳng lặng của chất lỏng này dưới góc tới 40°. Xác định góc lệch giữa tia khúc xạ trong chất lỏng này và tia tới.

Bài giải chi tiết: 

a) Tốc độ lan truyền ánh sáng trong chất lỏng:

(m/s)

b) Ta có: 

=> .

Góc lệch giữa tia khúc xạ và tia tới:

Bài tập 4.9 (trang 12):

Một tia sáng truyền từ môi trường có chiết suất sang môi trường có chiết suất .

a) Điều gì xảy ra với tốc độ lan truyền ánh sáng (tăng, giảm hay không đổi)?

b) Tia khúc xạ bị lệch lại gần hay ra xa pháp tuyến hơn so với tia tới?

Bài giải chi tiết: 

a) Tốc độ lan truyền ánh sáng tăng lên do:  

=> => .

b) Tia khúc xạ lệch ra xa pháp tuyến hơn so với tia tới do:  

=>

=>

Bài tập 4.10 (trang 12):

Chuẩn bị: một cốc thuỷ tinh trong suốt, bình chứa nước lọc, một tấm bìa thứ nhất có vẽ một mũi tên hướng sang trái (hoặc sang phải), một tấm bìa thứ hai có vẽ một vòng tròn nhỏ (đường kính khoảng 3 cm) có một nửa tô màu đen.

Thí nghiệm 1:

– Đặt tờ giấy có vẽ mũi tên phía sau cốc thuỷ tinh, cách cốc khoảng 10 cm.

– Đổ từ từ nước vào gần đầy cốc. Quan sát chiều mũi tên qua cốc thủy tinh.

Thí nghiệm 2:

– Đặt tờ giấy có vẽ hai nửa hình tròn tô màu khác nhau phía sau cốc thuỷ tinh, cách cốc khoảng 10 cm.

– Đổ từ từ nước vào gần đầy cốc. Quan sát hai nửa hình tròn qua cốc thủy tinh.

a) Mô tả hiện tượng quan sát được?

b) Giải thích hiện tượng quan sát được?

Bài giải chi tiết:

a) Nhìn qua cốc thủy tinh ta thấy:

- Mũi tên bị đảo chiều so với trước khi rót nước vào cốc.

- Vị trí hai nửa hình tròn (trắng, đen) đổi chỗ cho nhau.

b) Ánh sáng từ hình vẽ trên tấm bìa truyền đến mắt ta bị khúc xạ nhiều lần: từ không khí đi vào thuỷ tinh, từ thuỷ tinh đi vào trong nước, rồi từ nước đi sang thuỷ tinh, từ thuỷ tinh ló ra không khí và truyền đến mắt ta. Kết quả của những lần khúc xạ này là ảnh quan sát được bị đảo chiều trái phải.