Bài 5. Khúc xạ ánh sáng trang 14, 15, 16 SBT Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức

5.1

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng khúc xạ ánh sáng?

A. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường.

B. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng truyền theo đường cong từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.

C. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng truyền thẳng từ mô trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.

D. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường.

Đáp án: A

5.2

Trường hợp nào dưới đây tia sáng truyền tới mắt là tia khúc xạ?

A. Khi ta nhìn thấy ảnh mình trên mặt hồ phẳng lặng.

B. Khi ta nhìn thấy viên sỏi dưới đáy một chậu nước.

C. Khi ta nhìn thấy hàng chữ trên bảng của lớp học.

D. Khi ta nhìn thấy cảnh vật trên màn hình ti vi.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Khi ta nhìn thấy viên sỏi dưới đáy một chậu nước thì tia sáng truyền tới mắt là tia khúc xạ. Môi trường trong suốt thứ nhất là nước. Môi trường trong suốt thứ hai là không khí

Đáp án: B

5.3

Căn cứ vào Hình 5.1, hãy ghép các ký hiệu ở cột bên trái và tên gọi ở cột bên phải sao cho phù hợp.

Kí hiệu	Tên gọi
i	Góc phản xạ
r	Góc tới
i’	Góc khúc xạ
SI	Pháp tuyến
IR	Tia phản xạ
IS’	Tia khúc xạ
NN’	Tia tới

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

5.4

Tỉ số nào sau đây có giá trị bằng chiết suất tỉ đối n₁₂ của môi trường (1) có chiết suất n₁ đối với môi trường (2) có chiết suất n₂ (với i là góc tới, r là góc khúc xạ)?

A. \(\frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\)

B. \(\frac{1}{{{n_{21}}}}\)

C. \(\frac{1}{{{n_2}.{n_1}}}\)

D. \(\frac{{\sin i}}{{{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}}}\)

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện định luật khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Tỉ số có giá trị bằng chiết suất tỉ đối n₁₂ của môi trường (1) có chiết suất n₁ đối với môi trường (2) có chiết suất n₂ là: \(\frac{1}{{{n_{21}}}}\)

Đáp án: B

5.5

Gọi v₁ và v₂ lần lượt là tốc độ của ánh sáng đi trong môi trường (1) và môi trường (2), c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Chiết suất tỉ đối của môi trường (2) đối với môi trường (1) bằng:

A. \(\frac{{{v_2}}}{{{v_1}}}\)

B. \(\frac{c}{{{v_1}}}\)

C. \(\frac{{{v_1}}}{{{v_2}}}\)

D. \(\frac{c}{{{v_2}}}\)

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về chiết suất tỉ đối giữa 2 môi trường

Lời giải chi tiết:

Chiết suất tỉ đối của môi trường (2) đối với môi trường (1) bằng: \(\frac{{{v_1}}}{{{v_2}}}\)

Đáp án: C

5.6

Tìm câu sai.

A. Chiết suất tuyệt đối của chân không bằng 1.

B. Chiết suất tuyệt đối cho biết tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường nhỏ hơn trong chân không bao nhiêu lần.

C. Chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường luôn lớn hơn 1.

D. Chiết suất tuyệt đối của mọi môi trường trong suốt đều lớn hơn 1.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về chiết suất tỉ đối giữa 2 môi trường

Lời giải chi tiết:

Chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường bằng tỉ số giữa chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ so với chiết suất tuyệt đối của môi trường tới.

Đáp án: C

5.7

Có khi nào tia sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác mà không bị khúc xạ không? Cho ví dụ.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Có. Khi góc tới i = 0 (tia sáng tới vuông góc với mặt phân cách) nên góc khúc xạ cũng bằng 0 (r = 0). Do vậy, tia sáng sẽ truyền thẳng mà không bị khúc xạ tại mặt phân cách.

5.8

Một tia sáng đi từ khối chất trong suốt ra ngoài không khí với góc tới là 30° thì góc khúc xạ là 45°. Khi tia sáng đi từ không khí vào khối chất trong suốt đó với góc tới là 45° thì góc khúc xạ bằng bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Ta có: \({n_1}\sin i = {n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} \Rightarrow {n_1} = \frac{{{n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}}}{{\sin i}} = \frac{{1.\sin {{45}^o}}}{{\sin {{30}^o}}} = \sqrt 2 \)

Nên khi tia sáng đi từ không khí vào khối chất trong suốt đó với góc tới là 45° thì góc khúc xạ bằng: \({n_1}\sin i = {n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} \Rightarrow {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} = \frac{{{n_1}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{ini}}}}{{{n_2}}} = \frac{{1.\sin {{45}^o}}}{{\sqrt 2 }} = 0,5 \to r = {30^o}\)

5.9

Chiếu tia sáng đơn sắc từ một khối chất lỏng ra không khí với góc tới 40° thì góc khúc xạ là 60°. Tính chiết suất của chất lỏng. Cho sin 40° ~ 0,64; sin 60°≈ 0,87.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Chiết suất của chất lỏng là: \({n_1} = \frac{{{n_2}\sin r}}{{{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{ini}}}} = \frac{{1.0,87}}{{0,64}} \approx 1,35\)

5.10

Một người nhìn thấy đáy hồ bơi gần mặt nước hơn so với thực tế. Hãy dùng hình vẽ để giải thích hiện tượng này.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Hiện tượng được giải thích như Hình 5.1G.

5.11

Một tia sáng SI đi từ không khí (môi trường 1) vào một khối trong suốt (môi trường 2) theo phương IJ, sau đó cho tia khúc xạ JK nằm trong môi trường (3) có phương song song với tia tới SI như Hình 5.2. Có thể kết luận môi trường 3 là môi trường gì?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Dựa vào tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng: nếu tia khúc xạ JK (trong môi trường 3) song song với tia tới SI (trong môi trường 1) thì góc tới a bằng góc khúc xạ b. Như vậy, môi trường 3 trùng với môi trường 1. Tức là môi trường 3 cũng là môi trường không khí.

5.12

Một chiếc cọc cắm thẳng đứng xuống hồ nước, phần đầu cọc nhô khỏi mặt nước một đoạn AC = 60 cm. Ánh nắng chiếu xiên in bóng đầu cọc trên mặt nước đoạn CI = 80 cm và bóng cọc dưới đáy hồ là BM = 170 cm, nước có chiết suất n = \(\frac{4}{3}\) (Hình 5.3). Tính độ sâu CB của hồ nước. Cho biết tan 53,1° ≈ \(\frac{4}{3}\); tan 36,87° ≈ 0,75; sin 53,1° ≈ 0,8; sin 36,87° ≈ 0,6.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Từ Hình 5.2G ta xác định được:

\(\tan i = \frac{{IC}}{{AC}} = \frac{{80}}{{60}} = \frac{4}{3} \Rightarrow i = 53,{1^o}\)

\({\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} = \frac{{\sin i}}{n} = \frac{{\sin 53,{1^o}}}{{\frac{4}{3}}} = 0,6 \Rightarrow r = 36,{87^o}\)

\({\mathop{\rm t}\nolimits} {\rm{anr}} = \frac{{KM}}{{IK}} \to IK = \frac{{KM}}{{{\mathop{\rm t}\nolimits} {\rm{anr}}}} = \frac{{90}}{{\tan 36,{{87}^o}}} = 120(cm)\)

Vậy độ sâu của hồ là 1,2 m.