Giải SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 6: Phản xạ toàn phần

Mở đầu (trang 26) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 6: 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 khi thì có phải lúc nào ta cũng thấy tia khúc xạ?

Trả lời:

- Nếu ánh sáng truyền từ nước hoặc thủy tinh sang không khi thì không phải lúc nào ta cũng thấy tia khúc xạ.

1. Hiện tượng phản xạ toàn phần

Câu hỏi 1 (trang 26) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 6: Tiến hành thí nghiệm và thực hiện các yêu cầu sau:

a. So sánh chiết suất của môi trường chứa tia tới và môi trường chứa tia khúc xạ

b. Dưới góc tới i bằng bao nhiêu thì ta bắt đầu không quan sát thấy tia khúc xạ

c. Nếu tiếp tục tăng góc tới i thì tia sáng truyền đi như thế nào?

Trả lời:

a. 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 $\frac{sini}{sinr}=\frac{n_{2}}{n_{1}}$ mà i < r => sini > sinr => n₂ > n_1\

b. Dưới góc tới i = 42^o thì ta bắt đầu không quan sát thấy tia khúc xạ nữa

c. Nếu tiếp tục tăng góc tới i thì tia sáng sẽ bị phản xạ tại mặt phẳng phân cách giữa bản bán trụ và không khí.

2. Điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần

Câu hỏi 2 (trang 27) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 6: 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.

Trả lời:

Dưới góc tới i thích hợp thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần trong trường hợp:

- Ánh sáng truyền từ nước sang không khí (n_nước > n_{không khí}).

- Ánh sáng truyền từ thủy tinh sang nước (n_{thuỷ tinh} > n_nước).

Luyện tập 1 (trang 27) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 6: Trả lời câu hỏi của phần Mở đầu bài học

Lời giải:

- Nếu ánh sáng truyền từ nước hoặc thủy tinh sang không khi thì ta sẽ thấy tia khúc xạ khi góc tới i < i_th với sini_th = n₂/n₁.

Luyện tập 2 (trang 27) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 6: 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.

Lời giải:

Ta có: sini_th = $\frac{n_{2}}{n_{1}}=\frac{n_{kk}}{n_{nuoc}}=\frac{1,000293}{1,333}=0,75$

⇒ i_th = 48,59^o ≈ 48,6^o

- Học sinh tự thực hiện thí nghiệm và kiểm chứng

Vận dụng (trang 27) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 6: Một lăng kính thủy tinh có tiết diện 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 42⁰. Chiếu các tia sáng đến lăng kính như hình bên. Hãy tiếp tục vẽ đường đi của tia sáng.

Lời giải: