MÔN: KHTN 9

CHỦ ĐỀ 2
ÁNH SÁNG

 

Tại sao khi đổ nước vào cốc ta
lại nhìn thấy đồng xu?
3

BÀI 5:KHÚC XẠ
ÁNH SÁNG

NỘI DUNG BÀI HỌC

1

2

Hiện
Tượng
Khúc Xạ
Ánh Sáng

Định Luật
Khúc Xạ
Ánh Sáng

3
Chiết Suất
Của Môi
Trường

1.HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

I. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Thí Nghiệm 1
Chuẩn bị:

Một bảng thí nghiệm có gắn
tấm nhựa in vòng tròn chia độ
Một bản bán trụ bằng thuỷ tinh

Đèn 12V-21W có khe cài bản
chắn sáng
Nguồn điện (biến áp nguồn

Tiến hành
Bố trí thí nghiệm như hình
Chiếu tia tới SI, với I là tâm bản
bán trụ
Quan sát đường đi tia sáng
Chùm sáng truyền
từ không khí vào
thủy tinh bị gãy
khúc (lệch khỏi
phương truyền) tại
đâu?

Kết quả

Chùm sáng truyền từ không khí vào thủy
tinh bị gãy khúc (lệch khỏi phương truyền)
tại mặt phân cách giữa không khí và bản bán
trụ bằng thủy tinh

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

Ống hút bị gãy tại mặt
phân cách giữa không khí
và chất lỏng.

BÀI 5: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Pháp tuyến

N

tớ
i

Cho tia sáng
truyền từ không
khí vào nước

n
ả
h
p
c

c
Gó

Tia
tới S

Không

i i

Nướ

I

khí

c

Góc khúc
xạ

N

Tia phản
xạ S

Gó
xạ

Mặt phân
cách

r

R Tia

khúc xạ

BÀI 5: KHÚC XẠ ÁNH SÁNG



- I là điểm SI là tia
-tới,
IK là tia tới.
xạ. NN' vuông góc với
-khúc
Đường
mặt phân cách là pháp
tuyến tại điểm tới.
-S I N là góc tới, ký
hiệu i .
-K I N' là góc khúc xạ, ký
-hiệu
Mặtr.phẳng chứa tia tới SI
và pháp tuyến NN' là mặt
phẳng tới.

I. Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng

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

Ống hút bị gãy tại mặt phân cách
giữa không khí và chất lỏng.

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là
gì?

Hiện tượng khúc xạ ánh
sáng là gì?
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng bị gãy
khúc (bị lệch khỏi phương truyền ban đầu) tại mặt phân cách
giữa hai môi trường trong suốt này sang môi trường trong
suốt khác
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.

PQ: mặt phân cách giữa 2
môi trường

N
S

SI: tia tới

i

P

I: điểm tới

Không khí
Nước

Q

I
r

N
'

R

IR: tia khúc xạ
NN':pháp tuyến tại điểm
tới I
i = : góc tới

I' = : góc khúc xạ
Mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến được gọi là mặt phẳng
tới.
Sơ Đồ Đường Đi Của Tia Sáng Từ Không Khí Vào Nước.

Một tia sáng truyền tới
mặt nước tạo ra một
tia phản xạ và một tia
khúc xạ. Người vẽ đã
quên và ghi lại chiều
truyền của các tia
sáng này trong Hình
5.3. Hãy vẽ vào vở và
bổ sung chiều mũi tên
của các tia sáng trong
hình.

S1

S2

Không khí
I

Nước

S3

S1

S2

Không khí
I

Nước

S3

II.Định luật khúc xạ ánh sáng
Thí Nghiệm 2
Chuẩn bị:
Một bảng thí nghiệm có gắn tấm
nhựa in vòng tròn chia độ
Một bản bán trụ bằng thuỷ tinh
Đèn 12V-21W có khe cài bản chắn
sáng
Nguồn điện (biến áp nguồn
Tiến hành
Bố trí thí nghiệm như hình
Chiếu tia tới SI (với I là tâm bản bán trụ) với góc tới lần lượt
là 0°, 20°, 40°,60°,80°.
Đọc giá trị góc khúc xạ tương ứng

PHIẾU HỌC TẬP
Tia khúc xạ nằm ở phía nào của pháp tuyến so với tia tới?
Hoàn thành bảng sau
Góc tới i
Góc khúc xạ
r

0°

20°

40°

60°

80°

?

?

?

?

?

sini/sinr

?

?

?

?

?

So sánh độ lớn góc tới và góc khúc xạ.
Nhận xét về tỉ số khi góc tới i thay đổi.
Tia khúc xạ nằm phía bên kia pháp tuyến so với tia tới.

Góc tới i

0°

20°

40°

60°

80°

Góc khúc xạ r

0°

13°

25°

35°

41°

1,52

1,52

1,51

1,50

sini/sinr

Bảng kết quả thí nghiệm tìm hiểu định luật khúc xạ
ánh sáng
Độ lớn góc tới lớn hơn độ lớn góc khúc xạ
Khi góc tới i tăng (hoặc giảm) thì góc khúc xạ r cũng tăng
(hoặc giảm) theo nhưng tỉ số luôn không đổi.

Thí Nghiệm 3
Chuẩn bị:
Bản bán trụ bằng thuỷ tinh
Tấm xốp có gắn bảng chia độ
Bốn chiếc đinh ghim
Một tấm nhựa phẳng.
Tiến hành
Bố trí thí nghiệm như hình
Cắm đinh ghim tại O và A để xác định pháp tuyến OA
Cắm đinh ghim ở B để xác định tia tới là BO
Đặt mắt để nhìn vào mặt phẳng của bản bán trụ sao cho đầu
mũ đinh ghim ở O che khuất ảnh đầu mũ đinh ghim ở B.
Cắm đinh ghim ở C trên đường truyền sáng từ O tới mắt sao
cho đầu mũ đinh ghim ở C che khuất ảnh đầu đinh ghim ở B
và O. Khi đó tia khúc xạ sẽ là tia OC

Bỏ bản bán trụ thuỷ tinh ra, dùng tấm nhựa phẳng để kiểm tra
các tia BO, OA, OC có đồng phẳng hay không?
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

Hình 5.5 mô tả hiện tượng khúc xạ khi tia sáng
truyền từ môi trường nước ra không khí. Chỉ ra
điểm tới, tia tới, tia khúc xạ, vẽ pháp tuyến tại điểm
tới. So sánh độ lớn của góc khúc xạ và góc tới
Tia tới AB
Điểm tới B
Pháp tuyến MN
Tia khúc xạ BC
Độ lớn góc khúc xạ lớn
hơn độ lớn góc tới

Tại sao khi trong cốc không có nước thì ta không thể
nhìn thấy đồng xu còn nếu vẫn giữ nguyên vị trí đặt mắt
và cốc nhưng rót nước vào cốc thì ta lại nhìn thấy đồng
xu?

Khi không có nước trong cốc, tia sáng truyền đi theo đường
thẳng nên ánh sáng từ đồng xu đến mắt người bị thành cốc
chắn
Khi có nước trong cốc, tia sáng truyền từ nước ra không khí
bị gãy khúc ta → nhìn thấy đồng xu

III.CHIẾT SUẤT CỦA MÔI TRƯỜNG
1. Chiết suất tỉ đổi
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

𝑛2
sin 𝑖
=𝑛21 =
sin 𝑟
𝑛1

n2 > n1 → n21 > 1→ Tia khúc xạ bị lệch gần pháp tuyến hơn
n2 < n1 → n21 < 1→ Tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến hơn
2. Chiết suất tuyệt đối
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 c: tốc độ của ánh sáng trong chân không
𝑛=
𝑣 v: tốc độ của ánh sáng trong môi trường đó
c = 300 000 km/s
Chiết suất một số môi trường

Chất rắn (20o)
Kim cương
Thủy tinh crown
Thủy tinh flint
Nước đá
Muối ăn

Chiết Suất
2,419
1,464 – 1,532
1,603 – 1,865

Chất lỏng (20o)

Chiết Suất

Nước

1,333

Ethylic alcohol

1,361

Chất khí (0o, 1
atm)

Chiết Suất

1,309

Không khí

1,00293

1,544

Khí carbon
dioxide

1,00045

Khi một tia sáng đi từ môi trường này sang môi trường khác,
chiết suất tỉ đối của hai môi trường cho ta biết điều gì về
đường đi của tia sáng đó
Giải
Nếu n21 > 1 thì đường đi của tia khúc xạ trong môi trường (2)
đi gần pháp tuyến của mặt phân cách hơn tia tới.
N

S

Không khí

P
Nước

Q

I

N'

R

Nếu n21 < 1 thì đường đi của tia khúc xạ trong môi trường (2)
đi xa pháp tuyến của mặt phân cách hơn tia tới
N

P

I

Không khí
Nước

S

R

Q

N'

Tính chiết suất của nước. Biết tia sáng truyền từ không khí
với góc tới là i = 60° thì góc khúc xạ trong nước là r = 40°
Lời giải:

→

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 ánh sáng

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

CỦNG CỐ

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: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 con cá vàng đang bơi
trong bể
D. Khi ta xem chiếu bóng.
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

Câu 3: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.
C.
tia khúc xạ và
mặt phân cách.

B.tia khúc xạ và tia
tới

D.tia khúc xạ và
điểm tới

Câu 4:Chiếu tia tới SI từ không khí tới mặt phân cách
với thuỷ tinh. Trong các tia đã cho ở hình vẽ, tia nào là
tia khúc xạ?

A. Tia 1
B. Tia 3
C. Tia 4
D. Tia 2

Câu 5: Theo định luật khúc xạ thì:
A. góc khúc xạ bao giờ cũng khác 0.
B. góc tới tăng bao nhiêu lần thì góc khúc xạ tăng
bấy nhiêu lần.
C. tia khúc xạ và tia tới nằm trong cùng một mặt
phẳng.
D. góc tới luôn luôn lớn hơn góc khúc xạ.

Câu 6:Khi ta tăng góc tới, góc khúc xạ biến đổi
như thế nào?

A.
Góc tới tăng, góc
khúc xạ giảm.

B. Góc tới tăng,
góc khúc xạ tăng.

C.
Góc tới tăng, góc
khúc xạ không đổi.

D.Góc tới tăng,
góc khúc xạ tăng
hoặc giảm

- Học

bài theo ghi nhớ
- Làm bài tập trong SBT
- Chuẩn bị “Bài 6:
PHẢN XẠ TOÀN PHẦN”.
+ Đọc trước
bài, tham khảo tìm kiếm tất cả thông tin về
phản xạ toàn phần trong SGK và mạng
internet,sách tham khảo