Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Mở đầu trang 25
Đề bài: Tại sao khi trong cốc không có nước thì ta không thể nhìn thấy đồng xu (hình a), còn nếu vẫn giữ nguyên vị trí đặt mắt và cốc nhưng rót nước vào cốc thì ta lại nhìn thấy đồng xu (hình b)?
Lời giải:
- Khi trong cốc không có nước: ánh sáng từ đồng xu truyền theo đường thẳng đến mắt, nhưng bị thành cốc che khuất nên ta không nhìn thấy đồng xu.
- Khi rót nước vào cốc: ánh sáng từ đồng xu đi từ nước ra không khí bị khúc xạ (lệch khỏi phương truyền ban đầu) tại mặt nước. Tia khúc xạ này truyền đến mắt nên ta nhìn thấy đồng xu.
I. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Thí nghiệm 1 trang 25
Đề bài: Chùm sáng truyền từ không khí vào thuỷ tinh bị gãy khúc (lệch khỏi phương truyền) tại đâu?
Lời giải:
Chùm sáng truyền từ không khí vào thuỷ tinh bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa không khí và thuỷ tinh (tức là tại điểm tới I).
Câu hỏi trang 26
Đề bài: Một tia sáng truyền tới mặt nước tạo ra một tia phản xạ và một tia khúc xạ (Hình 5.3). Hãy vẽ vào vở và bổ sung chiều mũi tên của các tia sáng.
Lời giải:
Chiều mũi tên của các tia sáng:
- Tia tới $S_1I$: mũi tên chỉ từ $S_1$ đi vào điểm I (tia tới đi đến mặt nước).
- Tia phản xạ $IS_2$: mũi tên chỉ từ I đi ra $S_2$ (tia phản xạ đi lên).
- Tia khúc xạ $IS_3$: mũi tên chỉ từ I đi xuống $S_3$ (tia khúc xạ đi vào nước).
II. Định luật khúc xạ ánh sáng
Thí nghiệm 2 trang 26
Đề bài: Dựa vào Bảng 5.1:
| Góc tới $i$ | Góc khúc xạ $r$ | Tỉ số $\dfrac{\sin i}{\sin r}$ |
|---|---|---|
| 0° | 0° | – |
| 20° | 13° | ? |
| 40° | 25° | ? |
| 60° | 35° | ? |
| 80° | 41° | ? |
- Tia khúc xạ nằm ở phía nào của pháp tuyến so với tia tới?
- So sánh độ lớn góc tới và góc khúc xạ.
- Nhận xét tỉ số giữa sin góc tới $i$ và sin góc khúc xạ $r$.
Lời giải:
Tính tỉ số $\dfrac{\sin i}{\sin r}$:
| Góc tới $i$ | Góc khúc xạ $r$ | Tỉ số $\dfrac{\sin i}{\sin r}$ |
|---|---|---|
| 20° | 13° | $\dfrac{\sin 20°}{\sin 13°} \approx 1{,}52$ |
| 40° | 25° | $\dfrac{\sin 40°}{\sin 25°} \approx 1{,}52$ |
| 60° | 35° | $\dfrac{\sin 60°}{\sin 35°} \approx 1{,}51$ |
| 80° | 41° | $\dfrac{\sin 80°}{\sin 41°} \approx 1{,}50$ |
Trả lời:
1. Tia khúc xạ nằm ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới (tia tới và tia khúc xạ ở hai phía khác nhau của pháp tuyến).
2. Ở tất cả các trường hợp đều có $r < i$ → góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới (khi ánh sáng truyền từ không khí vào thuỷ tinh).
3. Tỉ số $\dfrac{\sin i}{\sin r}$ ở các trường hợp đều xấp xỉ bằng 1,5 → tỉ số này có giá trị không đổi đối với hai môi trường nhất định.
Thí nghiệm 3 trang 27
Đề bài: Kết quả thí nghiệm cho thấy tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng nào?
Lời giải:
Khi bỏ bản bán trụ ra và dùng tấm nhựa phẳng kiểm tra, ta thấy các đinh ghim ở B, O, C cùng nằm trên một mặt phẳng.
→ Vậy tia khúc xạ OC nằm trong mặt phẳng tới (mặt phẳng chứa tia tới BO và pháp tuyến OA).
Câu hỏi 1 trang 27
Đề bài: Hình 5.5 mô tả hiện tượng khúc xạ khi tia sáng truyền từ môi trường nước ra không khí. Chỉ ra điểm tới, tia tới, tia khúc xạ, vẽ pháp tuyến tại điểm tới. So sánh độ lớn của góc khúc xạ và góc tới.
Lời giải:
- Điểm tới: B (nằm trên mặt phân cách nước – không khí).
- Tia tới: AB (từ A trong nước đến B).
- Tia khúc xạ: BC (từ B đi ra không khí).
- Pháp tuyến: đường thẳng đi qua B và vuông góc với mặt nước.
So sánh: Khi tia sáng truyền từ nước ra không khí, góc khúc xạ lớn hơn góc tới (tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới).
Câu hỏi 2 trang 28
Đề bài: Quan sát đường truyền của tia sáng trong Hình 5.6, vận dụng kiến thức đã học để trả lời câu hỏi ở phần mở bài.
Lời giải:
- Khi cốc không có nước: ánh sáng từ đồng xu truyền theo đường thẳng, bị thành cốc che khuất nên không đến được mắt → ta không nhìn thấy đồng xu.
- Khi rót nước vào: ánh sáng từ đồng xu đi từ nước ra không khí bị khúc xạ tại mặt nước, lệch khỏi phương truyền ban đầu. Tia khúc xạ truyền tới mắt nên ta nhìn thấy đồng xu.
III. Chiết suất của môi trường
Câu hỏi 1 trang 28
Đề bài: Khi một tia sáng đi từ môi trường này sang môi trường khác, chiết suất tỉ đối của hai môi trường cho ta biết điều gì về đường đi của tia sáng đó?
Lời giải:
Chiết suất tỉ đối $n_{21}$ của môi trường 2 so với môi trường 1 cho ta biết tia khúc xạ lệch như thế nào so với tia tới:
- Nếu $n_{21} > 1$: tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn so với tia tới (tức là $r < i$).
- Nếu $n_{21} < 1$: tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới (tức là $r > i$).
Câu hỏi 2 trang 28
Đề bài: Tính chiết suất của nước. Biết tia sáng truyền từ không khí với góc tới là $i = 60°$ thì góc khúc xạ trong nước là $r = 40°$.
Lời giải:
Tóm tắt: $i = 60°$; $r = 40°$. Tính chiết suất $n = ?$
Áp dụng công thức chiết suất tỉ đối của nước so với không khí:
$$n = \dfrac{\sin i}{\sin r} = \dfrac{\sin 60°}{\sin 40°} \approx \dfrac{0{,}866}{0{,}643} \approx 1{,}35$$
Vậy chiết suất của nước khoảng 1,35.
Em có thể
Giải thích một số hiện tượng thực tiễn
1. Vì sao ống hút thẳng cắm nghiêng trong cốc nước dường như bị gãy khúc tại mặt phân cách?
Ánh sáng từ phần ống hút trong nước khi truyền ra không khí bị khúc xạ tại mặt nước (lệch khỏi phương truyền ban đầu). Do đó, mắt ta nhìn thấy phần ống hút trong nước bị lệch so với phần ở ngoài không khí → cảm giác ống hút bị gãy khúc tại mặt nước.
2. Vì sao nhìn thấy một vật nằm ở đáy bể nước gần hơn so với vị trí thực của nó?
Ánh sáng từ vật dưới đáy bể truyền từ nước ra không khí bị khúc xạ và lệch xa pháp tuyến (do chiết suất của nước lớn hơn không khí). Mắt ta nhìn theo phương của tia khúc xạ nên thấy ảnh của vật ở vị trí cao hơn (gần hơn) so với vị trí thực của nó.
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu