Giải chi tiết Khoa học tự nhiên 9 CTST bài 6: Phản xạ toàn phần

MỞ ĐẦU 

Khi ánh sáng truyền từ không khí sang nước hoặc thủy tinh thì ta luôn thấy tia khúc xạ xuất hiện ở mặt phân cách giữa hai môi trường. Nếu ánh sáng truyền từ nước hoặc thủy tinh sang không khí thì có phải lúc nào ta cũng thấy tia khúc xạ?

Bài làm chi tiết:

Khi ánh sáng truyền từ không khí sang nước hoặc thủy tinh thì ta luôn thấy tia khúc xạ xuất hiện ở mặt phân cách giữa hai môi trường. 

Không, không phải lúc nào ánh sáng truyền từ nước hoặc thủy tinh sang không khí thì ta cũng thấy tia khúc xạ, sẽ có một giới hạn góc mà có tia khúc xạ.

Bởi vì sự chênh lệch chiết suất khiến cho góc khúc xạ của tia tia trong nước hoặc thủy tinh luôn bé hơn góc của tia trên không khí, và khi tia sáng từ trong nước hoặc thủy tinh truyền lên không khí khiến cho góc khúc xạ đạt giới hạn là 90^o thì khi đó sẽ không có hiện tượng khúc xạ nữa. 

1. HIỆN TƯỢNG PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Câu 1: Tiến hành thí nghiệm và thực hiện các yêu cầu sau:

1. So sánh chiết suất của môi trường chứa tia tới và môi trường chứa tia khúc xạ
2. Dưới góc tới i bằng bao nhiêu thì ta bắt đầu không quan sát thấy tia khúc xạ
3. Nếu tiếp tục tăng góc tới i thì tia sáng truyền đi như thế nào?

Bài làm chi tiết:

1. Thực hiện thí nghiệm ta thấy: i < r (góc tới bé hơn góc khúc xạ), tức là chiết suất của môi trường chứa tia khúc xạ lớn hơn chiết suất của môi trường chứa tia tới dựa trên biểu thức  mà i < r => sini > sinr => n₂ > n_1\
2. Dưới góc tới i = 42^o thì ta bắt đầu không quan sát thấy tia khúc xạ nữa
3. Nếu tiếp tục tăng góc tới i thì tia sáng sẽ bị phản xạ tại mặt phẳng phân cách giưa bản bán trụ và không khí.

2. ĐIỀU KIỆN XẢY RA PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

Câu 2: Cho ba môi trường: nước, thủy tinh, không khí. Cho biết trong trường hợp nào sau đây, dưới góc tới i thích hợp thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:

Ánh sáng truyền từ nước sang không khí

Ánh sáng truyền từ không khí sang thủy tinh

Ánh sáng truyền từ thủy tinh sang nước

Bài làm chi tiết:

Các trường hợp dưới góc tới i thích hợp thì sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần là:

Từ nước (n = 1,333) sang không khí (n = 1,000293)

Từ thủy tinh (n = 1,52) sang nước (n = 1,333)

Luyện tập: Trả lời câu hỏi ở phần Mở đầu bài học

Bài làm chi tiết:

Trả lời câu hỏi ở phần mở đầu:

Không, không phải lúc nào ánh sáng truyền từ nước hoặc thủy tinh sang không khí thì ta cũng thấy tia khúc xạ, sẽ có một giới hạn góc mà có tia khúc xạ.

Bởi vì sự chênh lệch chiết suất khiến cho góc khúc xạ của tia tia trong nước hoặc thủy tinh luôn bé hơn góc của tia trên không khí, và khi tia sáng từ trong nước hoặc thủy tinh truyền lên không khí khiến cho góc khúc xạ đạt giới hạn là 90^o thì khi đó sẽ không có hiện tượng khúc xạ nữa. 

Luyện tập: Dựa vào các số liệu về chiết suất ở Bảng 4.2, hãy tính góc tới hạn nếu ánh sáng truyền từ nước sang không khí và thực hiện thí nghiệm để kiểm tra ứng với góc tới hạn đó có xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần hay không.

Bài làm chi tiết:

Ta có: sini_th =

• i_th = 48,59^o

Dựa vào các số liệu về chiết suất ở Bảng 4.2,

Thực hiện thí nghiệm để kiểm chứng: Học sinh tự thực hiện và kiểm chứng

Vận dụng: Một lăng kính thủy tinh có tiết diện chính là tam giác vuông cân được đặt trong không khí. Cho biết góc tới hạn khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí là 42^o. Chiếu các tia sáng đến lăng kính như hình bên. Hãy tiếp tục vẽ đường đi của tia sáng.

Bài làm chi tiết: