Bài 41. QUAN HỆ GIỮA GÓC TỚI VÀ GÓC KHÚC XẠ

A – KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

1. Khi tia sáng truyền từ không khí sang các môi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới (r < i).

- Khi tăng (giảm) i thì r cũng tăng (giảm) theo ;

- Khi i = 90° thì r vẫn là góc nhọn và đạt giá trị lớn nhất $\gamma _{0}$ (gọi là góc tới hạn);

- Khi i = 0° thì r = 0°. Tia sáng không bị gãy khúc khi truyền qua hai môi trường.

2. Khi tia sáng truyền từ các môi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau ra không khí thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới (r > i).

- Khi tăng (giảm) i thì r cũng tăng (giảm) theo, nhưng do i luôn nhỏ hơn r nên khi tăng đến giá trị $\gamma _{0}$ thì r = 90°, khi đó tia khúc xạ đi là là mặt nước. Nếu tiếp tục tăng i > $\gamma _{0}$ thì không có tia khúc xạ nữa mà xuất hiện tia sáng phản xạ trong nước, ta có hiện tượng phản xạ toàn phần (Hình 41.4 SGK).

- Khi i = 0° thì r = 0°. Tia sáng không bị gãy khúc khi truyền qua hai môi trường.

3. Chú ý : Chiếu tia sáng truyền từ nước sang không khí, khi góc tới lớn hơn 48°30' thì tia sáng không đi ra khỏi nước, nó không bị khúc xạ mà phản xạ toàn bộ ở mặt phân cách giữa nước và không khí. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần.

B – HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT

C1. Đặt mắt ở phía cạnh cong của miếng thuỷ tinh hoặc miếng nhựa trong suốt hình bán nguyệt, ta thấy chỉ có một vị trí quan sát được hình ảnh của đinh ghim A qua miếng thuỷ tinh đó. Điều đó chứng tỏ ánh sáng từ A phát ra, truyền đến khe hở I, vào miếng thuỷ tinh rồi đến mắt. Khi chỉ nhìn thấy đinh ghim A' mà không nhìn thấy A, có nghĩa là A' đã che khuất A và I do đó ánh sáng từ I và A không đến được mắt. Vậy đường nối các vị trí A, I, A' là đường truyền của tia sáng từ đinh ghim A đến mắt.

C2.

Hình 41.1 cho thấy : Tia sáng truyền từ không khí sang thuỷ tinh (hoặc nhựa trong suốt), bị gãy khúc ngay tại mặt phân cách giữa không khí và thuỷ tinh, góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới. AI là tia tới, IA' là tia khúc xạ, góc NIA là góc tới, góc N'IA' là góc khúc xạ.

C3. Hình 41.2.

- Mắt nhìn thấy B (là ảnh của A), vậy nối B với M cắt PQ tại I, I chính là điểm tới ;

- Nối I với A ta có AI là tia tới, IM là tia khúc xạ. Vậy đường truyền của tia sáng từ A đến mắt là A, I, M.

C4. Ta đã biết : khi tia sáng truyền từ không khí sang nước, góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới và tia khúc xạ luôn nằm bên kia pháp tuyến nên IG là đường biểu diễn tia khúc xạ của tia tới SI.

40-41.9. B.

40-41.10.C.

40-41.11. A.

40-41.12. C.

40-41.13. A.

40-41.14. a) Đ; b) S; c) S; d) S; đ) S; e) Đ; g) Đ; h) Đ; i) S; k) Đ.

40-41.15. a - 4; b - 3; c - 1; d - 2.

C – BÀI TẬP BỔ SUNG

41a.

Hình 41.3 mô tả đường đi của một tia sáng truyền từ thuỷ tinh sang không khí. Trường hợp nào dưới đây mô tả đúng quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ trong trường hợp này?

41b. Trong hình 41.4, hình nào mô tả đúng đường truyền của tia sáng khi chiếu một tia sáng từ không khí vào một tấm thuỷ tinh có bề dày đáng kể?

41c. Hình 41.5 mô tả hình ảnh bạn học sinh quan sát thấy viên sỏi ở đáy chiếc cốc đựng nước qua một cái ống thẳng. Giữ nguyên vị trí đặt mắt, nếu hút hết nước ở trong cốc ra thì bạn học sinh đó có nhìn thấy viên sỏi nữa không ? Vì sao ?

HƯỚNG DẪN GIẢI

41a. Trường hợp D mô tả đúng quan hệ của góc tới và góc khúc xạ khi tia sáng truyền từ thủy tinh sang không khí.

41b. B.

41c. Nếu hút hết nước trong cốc ra thì bạn học sinh sẽ không nhìn thấy viên sỏi nữa vì khi có nước, bạn học sinh nhìn thấy hình ảnh viên sỏi do có hiện tượng khúc xạ ánh sáng từ nước sang không khí. Khi không có nước, ánh sáng truyền thẳng trong không khí sẽ không đi theo thành ống để đến mắt được.