CHỦ ĐỀ 2
ÁNH SÁNG
Giáo viên:

Vì sao ta thấy cây bút chì dường như bị gãy tại mặt
nước?

BÀI 3

KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
VÀ
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN

NỘI DUNG BÀI HỌC

1

Hiện
Tượng
Khúc Xạ
Ánh Sáng

2

Định
Luật
Khúc Xạ

3

Hiện
Tượng
Phản Xạ

1.
HIỆN TƯỢNG
KHÚC XẠ
ÁNH SÁNG

I. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng

Nêu một số cách để
quan sát đường đi tia
sáng trong các môi
trường trong suốt mà
em biết.

Chiếu tia sáng
đi qua một lăng
kính hoặc thấu

Chiếu tia sáng
đi qua gương
phẳng

I. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng
Thí
Nghiệm

Chuẩn bị: bản bán trụ bằng thủy tinh,
đèn laser được gắn trên bàng thép .
Tiến hành:
Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình
Bước 2: Chiếu tia sáng tới bản bán trụ. Dịch
chuyền vị trí cùa đèn để chiếu tia sáng tới một
số vị trí khác của bán trụ.

I. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng

Quan sát và mô tả
bằng hình vẽ đường
đi của tia sáng từ
không khí vào bản
bán trụ. Rút ra nhận

I. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng
Đường đi của tia sáng từ không khí vào bản bán trụ

I. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng
Kết
quả

Khi truyền từ không khí sang thủy tinh, tia sáng bị lệch khỏi
phương truyền ban đầu tại mặt phân cách 2 môi trường.
Kết quả tương tự khi chiếu tia sáng ở các vị trí và độ
nghiêng khác nhau

I. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng

Tia laser bị gãy tại mặt phân cách
giữa không khí và lăng kính.

Bút chì bị gãy tại mặt phân cách
giữa không khí và chất lỏng.

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là
gì?

I. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng

Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang

môi trường trong suốt khác, tia sáng có thế bị
khúc xạ (bị lệch khỏi phương truyền ban đầu)
tại mặt phân cách giữa hai môi trường.

Hiện tượng nào sau đây liên
quan đến sự khúc xạ ánh
sáng?

Tia sáng mặt trời bị hắt trở lại môi
trường cũ khi gặp mặt nước

Tia sáng mặt trời bị lệch khỏi phương truyền
ban đầu khi đi từ không khí vào nước.

Tia sáng mặt trời bị lệch khỏi phương truyền ban
đầu khi đi từ không khí vào nước.

Mô tả và giải thích
đường đi của tia sáng
trong
hình
sau
KK: Tia sáng
bắt đầu
từ không khí theo
đường thẳng.
KK → TT: Tia sáng bị gãy khúc tại bề mặt
phân cách giữa không khí và khối thủy tinh
TT: Tia sáng truyền thẳng theo hướng
chếch so với hướng ban đầu
TT → KK: Tia sáng bị gãy khúc tại bề mặt
phân cách giữa không khí và khối thủy tinh
KK: Tia sáng rời khối thủy tinh và tiếp tục di
chuyển trong không khí theo đường thẳng

I. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng

Nêu thêm một số
hiện tượng khúc
xạ ánh sáng trong
đời sống.

Trong đánh bắt, khi người
đánh cá dùng lao phóng cá
dưới nước thì họ sẽ không
phóng trực tiếp vào con cá
mà lại nhắm vào chỗ hơi xa
hơn.

Ta thấy cây bút chì dường như bị gãy tại mặt nước?

Khi đứng trên thành hồ bơi, ta lại thấy
đáy hồ bơi có vẻ gần mặt nước hơn so
với thực tế?

II.2. Định
luật khúc
xạ ánh
sáng

II.1. Chiết suất của môi
trường

Chiết suất của một môi trường có giá trị bằng tỉ số tốc độ ánh
sáng trong chân không (hoặc không khí) với tốc độ ánh sáng
trong môi trường đó

𝑐
𝑛=
𝑣

c: tốc độ của ánh sáng trong chân không
v: tốc độ của ánh sáng trong môi trường
đó
c = 300 000 km/s

II.1. Chiết suất của môi
trường
𝑣

𝑛2
𝑛21 = =
𝑣 2 𝑛1
1

n21: chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1
n1: chiết suất của môi trường 1

n2: chiết suất của môi trường 2

Môi Trường

Chiết Suất

Không khí

1,00293

Nước

1,333

Nước đá

1,309

Thủy tinh thường

1,520

Kim cương

2,419

Trong bảng sau, tốc độ ánh sáng truyền trong môi
trường nào là nhỏ nhất? Từ đó, cho biết chiết suất môi
trường nào là lớn nhất.
Môi trường

Không khí
(0 oC và 1 atm)

Nước
(20 oC)

Thủy tinh
crown (20 oC)

Thủy tinh
flint (20 oC)

Kim cương
(20 oC)

Tốc độ (m/s)

299 636 786

224 849 647

197 187 224

180 556 976

123 904 332

Môi trường

Không khí
(0 oC và 1 atm)

Nước
(20 oC)

Thủy tinh
crown (20 oC)

Thủy tinh
flint (20 oC)

Kim cương
(20 oC)

Tốc độ (m/s)

299 636 786

224 849 647

197 187 224

180 556 976

123 904 332

Giải
Tốc độ: Không khí > Nước > Thủy tinh crown > Thủy tình flint > Kim cương
Tốc độ ánh sáng truyền trong môi trường kim cương là nhỏ nhất.

𝑐
𝑛=
𝑣

Tốc độ ánh sáng tỉ lệ nghịch với chiết suất môi trường
Tốc độ càng lớn, chiết suất càng nhỏ và ngược lại

Chiết suất môi trường kim cương là lớn nhất.

Tính chiết suất của môi trường không
khí ở 0°C và 1 atm?
Giải
Ta có: n = = = 1,00293

Tính chiết suất của mỗi loại thủy tinh
Giải
Thủy tinh crown: n = = = 1,52

Thủy tinh flint: n = = = 1,66

II.2. Định luật khúc xạ
ánh sáng
N

AB: mặt phân cách giữa 2 môi trường

S

SI: tia tới
I: điểm tới

i

A

IR: tia khúc xạ

Không khí
Nước

B MN: pháp tuyến tại điểm tới I

I

i = : góc tới
r

M

I' = : góc khúc xạ

R

Hình 3.4. Tia sáng bị
khúc xạ

Mặt phẳng chứa tia tới và pháp
tuyến được gọi là mặt phẳng tới.

II.2. Định luật khúc xạ ánh
sáng

Thí
Nghiệm

Chuẩn bị: bản bán trụ bằng thủy tinh, đèn
laser, bảng thép có gắn thước đo góc.
Tiến hành:
Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình
Bước 2: Điều chỉnh đèn chiếu góc bằng 0o
Bước 3: Thay đổi các giá trị của góc tới

II.2. Định luật khúc xạ ánh
sáng

Trong hình bên, em hãy chỉ ra:
• Môi trường chứa tia tới.
• Môi trường chứa tia khúc xạ.
• Điểm tới và pháp tuyến của
mặt phân cách tại điểm tới đó.

II.2. Định luật khúc xạ ánh
sáng
• Môi trường chứa tia tới: không
N

khí
• Môi trường chứa tia khúc
xạ: bản bán trụ bằng thủy
tinh
• Điểm tới: I (tại góc 30° ở góc

I

phần tư thứ 2)
• Pháp tuyến: MN là đường

M

thẳng nối 2 vị trí góc 0°

PHIẾU HỌC
TẬP

Điều chỉnh góc tới, quan sát góc phản xạ và hoàn thành bảng sau
i

0°

15°

30°

45°

60°

75°

80°

≈ 90°

r

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

Nhận xét về mối quan hệ giữa góc tới và góc phản xạ
Nhận xét về tỉ số

khi góc tới i thay đổi.

PHIẾU HỌC
TẬP
i

0°

15°

30°

45°

60°

75°

80°

r

0°

10°

28°

30°

35°

40°

41°

≈
42°

X

0,67

0,93

0,67

0,58

0,53

0,51

0,46

X

1,52

1,52

1,52

1,52

1,52

1,52

1,52

≈ 90°

PHIẾU HỌC
TẬP

Khi góc tới tăng góc phản xạ tăng
Khi góc tới i tăng (hoặc giảm) thì góc khúc xạ r cũng
tăng (hoặc giảm) theo nhưng tỉ số luôn không đổi.

Tia khúc xạ nằm cùng mặt
phẳng với tia tới và nằm
khác bên của pháp tuyến.

II.2. Định luật khúc xạ
ánh sáng

Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp
tuyến so với tia sáng tới.
Đối với hai môi trường trong suốt nhất định,
tỉ số giữa sin góc tới (sin i) và sin góc khúc xạ
(sin r) là một hằng số.

= = hằng số

Biết góc tới i, góc khúc xạ r, tính chiết suất n.
Một tia sáng truyền từ không khí dưới góc tới i = 30° vào thuỷ
tinh. Biết góc khúc xạ r = 19°. Tính chiết suất của thuỷ tinh.
Lời giải:

→

Chùm sáng từ Mặt Trời chiếu đến mặt nước với góc tới
i = 30°, tỉnh góc khúc xạ r. Vẽ hình mô tả hiện tượng xảy ra.

Lời
giải:
Chiết suất của môi trường không khí là: n1 = = = 1,00293
Chiết suất của môi trường nước là: n2 = = = 1,33
Theo định luật khúc xạ ánh sáng:

=

sinr = sini. = sin30o. = 0,376

i = 22o

Vận dụng
Các tia sáng xuất phát từ đầu A,
truyền trong nước → bị khúc xạ ở mặt
phân cách nước - không khí →
truyền đến mắt người quan sát.
Mắt nhìn tia khúc xạ thấy đầu A của
ống hút như nằm ở vị trí A'
→ gần mặt nước hơn.

Hiện tượng “nâng ảnh” do khúc xạ

Vì sao ta thấy cây bút chì dường như bị gãy tại mặt
nước?

Khi các tia sáng truyền từ đầu bút
trong nước vào không khí
Đường đi của các tia sáng này bị khúc
xạ
Những tia khúc xạ này lọt vào mắt ta
Mắt ta sẽ nhìn thấy đầu bút bị lệch
→ Cây bút dường như bị gãy

Vì sao khi đứng trên thành hồ bơi, ta lại
thấy đáy hồ bơi có vẻ gần mặt nước hơn
so với thực tế?

Hiện tượng “nâng ảnh” do khúc xạ ánh sáng
Các tia sáng truyền từ đáy hồ đến mắt ta bị khúc
xạ ở mặt phân cách giữa nước và không khí
Dẫn đến chúng ta sẽ nhìn thấy đáy hồ bơi dường
như đang ở vị trí gần mặt nước hơi so với thực tế

3.
PHẢN XẠ
TOÀN
PHẦN

Nếu ánh sáng truyền từ nước hoặc thuỷ
tinh
sang không khí thì có phải lúc nào ta

III. Hiện Tượng Phản Xạ
Toàn Phần
THÍ NGHIỆM

Chuẩn
Bị
Nguồn sáng hẹp

Bản bán trụ bằng thủy tinh
Tấm nhựa in
vòng chia độ

III. Hiện Tượng Phản Xạ
Toàn Phần
THÍ NGHIỆM

Tiến
Hành
Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình
Bước 2: Chiếu tia sáng vào mặt
cong của bản bán trụ; phương tia
sáng đi qua tâm I
Bước 3: Tăng dần giá trị góc tới i
Quan sát đường đi của tia sáng
và ghi lại các giá trị góc tới

III. Hiện Tượng Phản Xạ
Toàn Phần

PHIẾU HỌC
TẬP
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) Nhận xét về độ sáng của tia phản xạ, tia khúc xạ so với tia tới
c) 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?