Quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ? Lý thuyết, bài tập vận dung

Quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ diễn tả mối liên hệ giữa góc tới của ánh sáng và góc khúc xạ khi ánh sáng đi qua biên giới giữa hai môi trường có độ khác nhau về đặc tính quang học. Vậy hiện quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ có điều gì đặc biệt? Cùng THPT Lê Hồng Phong tìm hiểu chi tiết về bài học này nhé.

Lý thuyết về quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ

– Khi tia sáng đi từ không khí sang các môi trường trong suốt rắn, lỏng khác nhau thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới và ngược lại.

– Khi góc tới tăng (hoặc giảm) thì góc khúc xạ cũng tăng (giảm) theo.

– Khi góc tới bằng 0⁰ thì góc khúc xạ cũng bằng 0⁰, tia sáng không bị gãy khúc khi truyền thẳng qua hai môi trường.

Lưu ý: Khi chiếu tia sáng truyền từ một môi trường trong suốt (rắn hoặc lỏng) sang môi trường không khí với góc tới i > 48⁰30’ thì xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần (tia sáng không đi ra khỏi môi trường chất lỏng hoặc rắn trong suốt, nó không bị khúc xạ mà phản xạ toàn bộ ở mặt phân cách giữa nước và không khí)

Bài tập vận dụng

Bài C1 – 111 SGK Vật Lý 9:

Chứng minh rằng đường nối các vị trí A, I, A’ trong hình 41.1 SGK là đường truyền của tia sáng từ đinh ghim A đến mắt

Lời giải:

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

Bài C2 – 111 SGK Vật Lý 9:

Nêu nhận xét về đường truyền của tia sáng từ không khí vào thủy tinh. Chỉ ra tia tới, tia khúc xạ, góc tới, góc khúc xạ. Đo độ lớn góc khúc xạ và ghi vào bảng 1.

Lời giải:

+ Tia sáng đi từ không khí vào thủy tinh (hoặc nhựa trong suốt), bị khúc xạ tại mặt phân cách giữa không khí và thủy tinh.

+ AI là tia tới, IA’ là tia khúc xạ, góc ∠NIA là góc tới, góc ∠N’TA’ là góc khúc xạ (hình vẽ).

Hoàn thành bảng 1 (minh họa số liệu)

Bài C3 – 112 SGK Vật Lý 9:

Trên hình 41.2 SGK cho biết M là vị trí đặt mắt để nhìn thấy ảnh viên sỏi nhỏ ở trong nước, A là vị trí thực của viên sỏi, B là vị trí ảnh của nó, PQ là mặt nước. Hãy vẽ đường truyền của tia sáng từ viên sỏi đến mắt.

Lời giải:

Đường truyền của tia sáng từ viên sỏi đến mắt được thể hiện trong hình 41.2a.

– Nối B với M cắt PQ tại I.

– Nối I với A ta có đường truyền của tia sáng từ A đến mắt.

Bài C4 – 112 SGK Vật Lý 9:

Ở hình 41.3 SGK, SI là tia tới. Tia khúc xạ của tia này trùng với một trong số các đường IH, IE, IG, IK. Hãy điền dấu mũi tên vảo tia khúc xạ đó.

Lời giải:

Dấu mũi tên đặt vào đường IG như hình 41.3a.

IG là đường biểu diễn tia khúc xạ của tia tới SI, vì khi tia sáng truyền từ không khí sang nước, góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.