1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì góc khúc xạ tỉ lệ thuận với góc tới
Câu hỏi: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng
A. Góc khúc xạ luôn bé hơn góc tới.
B. Góc khúc xạ luôn lớn hơn góc tới.
C. Góc khúc xạ tỉ lệ thuận với góc tới.
D. Khi góc tới tăng dần thì góc khúc xạ cũng tăng dần.
Đáp án đúng: D
Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- Biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng: sin i/sin r = n21 = n2/n1
+ Sin i tỉ lệ thuận với sin r (sin góc tới tỉ lệ thuận với sin góc khúc xạ)
+ Nếu n 21 > 1: góc khúc xạ bé hơn góc tới ;
+ Nếu n 21 < 1 : góc khúc xạ lớn hơn góc tới
+ Góc tới i tăng thì góc khúc xạ r cũng tăng
Lời giải:
- A,B - sai vì phụ thuộc vào n21 : Nếu n21 > 1 : góc khúc xạ bé hơn góc tới ; Nếu n21 < 1: góc khúc xạ lớn hơn góc tới
C - sai vì góc tới i và góc khúc xạ r không tỉ luận với nhau mà chỉ có i tăng thì r cũng tăng; sin i và sin r thì tỉ lệ thuận
D - đúng vì góc tới i tăng thì góc khúc xạ r cũng tăng
Đáp án cần chọn là: D
2. Một số bài tập về hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Câu 1: Khi cắm 1 ống hút trong cốc nước, ống hút đó không còn thẳng mà nghiêng góc khác? Khi rút ống ra khỏi cốc, không còn thấy hiện tượng trên. Hãy giải thích?
Trả lời: Khi cắm ống hút xuống nước thì ánh sáng bị khúc xạ vì truyền qua nước, tạo ảo giác vật trong nước bị gãy khúc, méo mó. Sóng ánh sáng truyền đến mặt (trước và sau) ống hút bị lệch nhiều hơn so với sóng đến từ chính giữa ống, khiến cho hình ảnh trong nước và hình ảnh thực tế có sự khác nhau.
Câu 2: Giữa bầu trời đêm có các vì sao đang tỏa sáng? Giải thích hiện tượng trên?
Trả lời:
Buổi tối trời quang mây, nhìn lên bầu trời thấy nhiều vì sao đang tỏa sáng, do ánh sáng từ các ngôi sao này truyền đi bị khúc xạ (gãy khúc) vì truyền từ không gian đến bầu khí quyển sau đó mới đến mắt người xem nên ta nhìn thấy các ngôi sao đang tỏa sáng.
Câu 3: Giải thích hiện tượng cầu vồng
Trả lời: Cầu vồng là hình ảnh phản chiếu của ánh sáng Mặt Trời xuyên những giọt nước trong không khí, chính là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Ánh sáng Mặt Trời là một hỗn hợp nhiều màu sắc hòa trộn vào nhau mà mắt chúng ta không thể phân biệt được. Chỉ khi được chiếu qua lăng kính chính là các giọt nước sau mưa, các tia ánh sáng bị bẻ cong hay còn gọi là khúc xạ để tạo thành một dải màu sắc gọi là quang phổ. Bởi các tia màu đỏ bị bẻ cong ít nhất, rồi đến các tia màu cam, vàng, xanh lá, xanh lam và cuối cùng là tia màu tím sẽ bị bẻ cong nhiều nhất, tạo ra dải cầu vồng
Câu 4. Tia sáng truyền từ nước có chiết suất 4/3 sang môi trường thủy tinh có chiết suất 1,5. Tính góc khúc xạ và góc lệch D tạo ra bởi tia khúc xạ và tia tới, biết góc tới i = 30 độ.
Lời giải:
Ta có: n1=4/3, n2=1,5, i=30 độ
Áp dụng công thức: n1.sini = n2.sinr
<=> 4/3.sin 30 = 1,5.sinr
<=>r ≈ 26,4 độ
=> D = i – r = 30 độ – 26,4 độ = 3,6 độ
Câu 5: Tia sáng truyền từ môi trường nước và khúc xạ ra không khí. Tia khúc xạ và tia phản xạ ở mặt nước sẽ vuông góc với nhau. Nước có chiết suất là 4/3. Tính Góc tới của tia sáng (làm tròn)?
Lời giải:
Ta có: n1=4/3, n2=1, i’ + r = i + r = 90 độ
Áp dụng công thức: n1.sini = n2.sinr
<=> 4/3.sini = sinr
<=> 4/3.sini = cosi (vì tia khúc xạ và tia phản xạ vuông góc tại mặt nước)
<=> tani = 3/4
<=> i ≈ 37độ
Câu 6: Một thước kẻ được cắm thẳng đứng vào bình đựng nước có đáy phẳng ngang. Phần thước nhô ra khỏi mặt nước dài 4 cm. Chếch phía trên có 1 ngọn đèn. Bóng của thước trên mặt nước dài 4cm và ở dưới đáy dài 8 cm. Tính chiều sâu của mực nước trong bình biết chiết suất của nước là 4/3.
Lời giải
Ta có: Phần thước kẻ nhô khỏi mặt nước: SA = 4cm
Bóng của thước kẻ trên mặt nước: AI = 4cm
Bóng của thước kẻ ở đáy: BC = 8cm.
Chiều sâu của mực nước trong bình: IH
Ta có: BC = BH + HC
<=> HC = BC – BH = BC – AI = 8 – 4 = 4cm.
Ta có: ∆IAS vuông tại A và SA = AI
=> ∆IAS vuông cân tại A
=> góc AIS = i = 45độ
Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có:
sini = nsinr
<=> sin45độ = 4/3sinr
<=> sinr = 3/4.sin 45
<=> r = 30 độ
Xét ΔIHC vuông tại H, ta có:
tanr = HC/IH
<=> IH = HC/tan r ≈ 6,4cm
3. Bài tập trắc nghiệm về hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Câu 1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng tới khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường
A. bị hắt trở lại môi trường cũ.
B. bị hấp thụ hoàn toàn và không truyền đi vào môi trường trong suốt thứ hai.
C. tiếp tục đi thẳng vào môi trường trong suốt thứ hai.
D. bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường và đi vào môi trường trong suốt thứ hai.
Câu 2. Hãy chọn câu phát biểu đúng.
A. Khi ánh sáng đi từ nước vào không khí thì tia tới và tia khúc xạ không nằm cùng trong mặt phẳng tới. Góc tới nhỏ hơn góc khúc xạ.
B. Khi ánh sáng đi từ nước vào không khí thì tia tới và tia khúc xạ nằm cùng trong mặt phẳng tới. Góc tới nhỏ hơn góc khúc xạ.
C. Khi ánh sáng đi từ nước vào không khí thì tia tới và tia khúc xạ nằm cùng trong mặt phẳng tới. Góc tới bằng góc khúc xạ.
D. Khi ánh sáng đi từ nước vào không khí thì tia tới và tia khúc xạ nằm cùng trong mặt phẳng tới. Góc tới bằng góc khúc xạ.
Câu 3. Chọn phát biểu sai trong các phát biểu sau.
A. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng bị đổi phương khi truyền qua mặt phân cách hai môi trường trong suốt.
B. Tia khúc xạ và tia tới ở trong hai môi trường khác nhau.
C. Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia đường pháp tuyến so với tia tới.
D. Góc khúc xạ r và góc tới i tỉ lệ thuận với nhau.
Câu 4. Pháp tuyến là đường thẳng
A. tạo với tia tới một góc vuông tại điểm tới.
B. tạo với mặt phân cách giữa hai môi trường một góc vuông tại điểm tới.
C. tạo với mặt phân cách giữa hai môi trường một góc nhọn tại điểm tới.
D. song song với mặt phân cách giữa hai môi trường.
Câu 5. Dùng kẹp gắp một viên bi dưới đáy chậu lúc không có nước và lúc chậu đầy nước. Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Chậu có nước khó gắp hơn vì ánh sáng từ viên bi truyền đến mắt bị khúc xạ nên khó xác định vị trí của viên bi.
B. Chậu có nước khó gắp hơn vì có hiện tượng phản xạ ánh sáng.
C. Chậu có nước khó gắp hơn vì bi có nước làm giảm ma sát.
D. Chậu có nước khó gắp hơn vì có hiện tượng tán xạ ánh sáng.
Câu 6. Một con cá vàng đang bơi trong một bể cá cảnh có thành bằng thủy tinh trong suốt. Một người ngắm con cá qua thành bể. Hỏi tia sáng truyền từ con cá đến mắt người đó đã chịu bao nhiêu lần khúc xạ?
A. Không lần nào.
B. Một lần.
C. Hai lần.
D. Ba lần.
Câu 7. Trong trường hợp nào dưới đây tia sáng truyền tới mắt là tia khúc xạ?
A. Khi ta ngắm một bông hoa trước mắt.
B. Khi ta soi gương.
C. Khi ta quan sát một con cá vàng đang bơi trong bể cá cảnh.
D. Khi ta xem chiếu bóng.
Câu 8. Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng, góc khúc xạ r là góc tạo bởi
A. tia khúc xạ và pháp tuyến tại điểm tới.
B. tia khúc xạ và tia tới.
C. tia khúc xạ và mặt phân cách.
D. tia khúc xạ và điểm tới.
Câu 9. Câu nào dưới đây liệt kê đầy đủ những đặc điểm của hiện tượng khúc xạ ánh sáng?
A. Tia sáng là đường thẳng.
B. Tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.
C. Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường
D. Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.
Câu 10. Chọn câu trả lời đúng. Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng
A. tia sáng bị gãy khúc ngay tại mặt phân cách giữa hai môi trường và trở lại môi trường đầu tiên.
B. tia sáng bị gãy khúc ngay tại mặt phân cách giữa hai môi trường và truyền vào môi trường thứ hai.
C. tia khúc xạ nằm trong mặt phân cách của hai môi trường.
D. khi góc tới i tăng thì góc khúc xạ r giảm.
Xem thêm: Trong các nhận định sau về hiện tượng khúc xạ, nhận định không đúng là...?
