Mục lục
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng trong vật lý là một hiện tượng khá phổ biến. Ở ngoài đời thật, bạn dễ dàng nhìn thấy khi ta đặt chiếc đũa trong bát có đổ nước ngập phần đũa ở trong bát. Vậy hãy cùng nhắc tới những kiến thức và bài tập thực tiễn để hiểu rõ hơn về hiện tượng khúc xạ ánh sáng này.
1. Tìm hiểu về hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Một trong những thí nghiệm được sử dụng phân tích hiện tượng khúc xạ ánh sáng được sử dụng khá phổ biến có lẽ chính là chọn trong môi trường không khí và nước. Không khí có độ ẩm sẽ tồn tại hơi nước và có dạng tương tự như một thấu kính. Hãy cùng thực hiện và lý giải hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
1.1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Khi quan sát hiện tượng khúc xạ ánh sáng có thể chọn các tia sáng ở nhiều vị trí khác nhau cho việc quan sát. Đánh giá sự thay đổi của một tia sáng khi qua môi trường không khí sau đó dùng chính tia ló của nó đánh giá tiếp đến môi trường nước. Bạn có thể xem xét đánh giá từ tia tới đến tia ló cuối cùng.
Sự thay đổi của hình ảnh vật thể khi so sánh sau khi đi qua nhiều bước sẽ tạo ra hiện tượng ảnh gãy. Nước là môi trường dung môi trong suốt. So với không khí đây có thể coi là cùng hai môi trường trong suốt. Tại điểm giữa không khí và nước ta sẽ thấy khúc gãy ở ảnh của vật.
So sánh sự thay đổi của chiếc đũa khi có hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Sự thay đổi tại mặt giao nhau giữa hai môi trường được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Nếu bạn thực hiện tương tự cũng có thể thu được những kết quả giống vậy. Có thể so sánh để chứng minh làm rõ sự tồn tại của hiện tượng khúc xạ ánh sáng bằng cách này.
Dựa vào đó bạn cần xác định được điểm đến , tia tới, tia khúc xạ, pháp tuyến, góc tới, góc khúc xạ và mặt phẳng tới. Có thể tham khảo những khái niệm này theo hình ảnh sau:
Một số khái niệm cần nhớ của hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Từ những thí nghiệm và kết quả thu được ta có thể thấy rằng một tia sáng được truyền từ môi trường không khí sang nước sẽ gây ra sự thay đổi nhất định. Trong đó có một vài tính chất đặc trưng bạn cần ghi nhớ để phục vụ cho giải bài tập sau này.
- Mặt phẳng tới có chứa tia khúc xạ
- Góc tới có số đo lớn hơn góc khúc xạ.
1.2. Sự khúc xạ của tia sáng
Sau khi thực hiện quan sát tia sáng truyền từ không khí vào nước các nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết nếu làm ngược lại có gì thay đổi. Lúc này, thí nghiệm được bố trí sẽ được thực hiện tương tự. Sau đó cùng dự đoán kết quả và kiểm tra tính đúng cho những dự đoán đã đưa ra khi đó.
Để xác định chính xác ta có thể chuẩn bị một màn chắn để tia sáng được hiện rõ đường đi qua màn chắn đó. Sau đó sẽ tiến hành thí nghiệm với một tia sáng được cố định ở trong môi trường nước. Dựa theo tia sáng ở môi trường bình thường tạo điểm đánh dấu để tiện so sánh khi có hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Khi ánh sáng được chiếu ta sẽ bắt đầu quan sát đến những vị trí tia sáng đi qua. Bạn cần so sánh vị trí đó so với điểm đã cố định ở bước trên để so sánh. Nếu tia sáng đi thẳng sẽ xuyên qua các điểm đánh dấu. Nếu xuất hiện khúc xạ ánh sáng tia sáng sẽ đi lệch lại so với tia sáng được xét.
Thêm vào đó hãy đánh giá những khái niệm của hiện tượng khúc xạ như góc tới, góc khúc xạ…. So sánh và nhận xét với kết luận ban đầu. Đây sẽ là cơ sở để nhận định thêm về sự khúc xạ. Bạn có thể tham khảo những kết luận đã được xác định:
- Mặt phẳng tới vẫn tiếp tục chứa tia khúc xạ
- Số đo của góc tới nhỏ hơn số đo của góc khúc xạ.
2. Gợi ý giải bài tập về Hiện tượng khúc xạ ánh sáng sgk
2.1. Bài C1 trang 109
Tiến hành quan sát sự xuất hiện của khúc xạ ánh sáng trong thí nghiệm được xét. Ta sẽ đánh giá vị trí của tia khúc xạ đang nằm ở mặt phẳng tới. Thêm vào đó, số đo góc tới thực tế đang đo được lớn hơn với số đo của góc khúc xạ. Hướng quan sát hiện tượng cho thấy góc khúc xạ lệch phương với tia tới.
2.2. Bài C2 trang 109
Khi thực hiện kiểm nghiệm ta cần lưu ý đánh giá khách quan. Với góc tới khi không còn giống thí nghiệm bạn đầu sẽ ra sao? Ta nhận thấy rằng nên thay đổi hướng chiếu sáng của tia tới và quan sát lại tia khúc xạ. Sau đó tính toán so sánh độ lớn góc tới và góc khúc xạ.
2.3. Bài C3 trang 109
Ta có thể giải thích hình vẽ dựa theo các điểm đã ký hiệu. Dựa theo định nghĩa đưa ra những kết luận yêu cầu. Sau khi xem kết luận bạn hãy đối chiếu chúng với hình vẽ để nắm rõ hơn.
- SI được gọi là tia tới vì chiều ánh sáng đến môi trường được xét
- Góc SIN chính là góc tới của tia sáng Si
- Hình ảnh của IK là tia khúc xạ
- Tương tự ta cũng có góc khúc xạ r = góc NIK
Hình vẽ bài C3
2.4. Bài C4 trang 109
Dự đoán kết luận khi đối môi trường của tia tới là mục đích bạn cần đạt được. Trước tiên khi ta chiếu từ nước ra không khí thì không thể áp dụng kết luận đã dùng khi tia tới có điểm nguồn là từ môi trường không khí. Góc khúc xạ và góc tới ở mỗi trường hợp sẽ có sự thay đổi không hoàn toàn giống nhau.
Bạn cần làm lại một thí nghiệm theo những điều kiện dự đoán. Hãy đảm bảo mọi thứ tương tự với thí nghiệm ban đầu chỉ có điểm tia tới thay đổi. Ta sẽ quan sát và thấy được nhưng sự khác biệt giữa thí nghiệm cùng mô hình nhưng đổi vị trí thứ tự môi trường chiếu sáng.
3. Hỗ trợ giải một số bài tập sbt
3.1. Bài 40-41.1 trang 82
Bài này muốn bạn tìm ra cách vẽ tia khúc xạ đúng nhất dựa theo hình ảnh đã cho. Hãy nhìn lại phần thí nghiệm ở trên và xác định rằng góc khúc xa chi thay đổi so với góc tới và vẫn nhìn thấy ảnh. Trường hợp làm mất hình ảnh sẽ không được lựa chọn.
3.2. Bài 40-41.2 trang 83
Dựa vào những kiến thức ở phần lý thuyết bạn hãy đánh giá chi tiết yêu cầu của bài . Khi ghép các đáp án được cho bạn cần đọc kỹ và cân nhắc để không làm sai những kiến thức đã nhắc tới phía trên. Thêm vào đó có thể thực hiện phương án loại trừ để dễ dàng làm bài tập hơn.
Đề bài bài 40-41.2
Sau khi đã đọc và áp dụng những gì được học bạn có thể tham khảo đáp án của bài tập này.
a – 5 ; b – 3; c – 1; d – 2; e – 4. Nếu kết quả không giống hãy xem lại bài giảng để tìm ra nguyên do.
4. Các nội dung lý thuyết liên quan khác (nếu có)
Tóm tắt hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng có thể là nguyên nhân khiến một số người hiểu nhầm độ sâu thực tế của nước. Dựa theo những phân tích thu được, hình ảnh có thể làm người nhìn hiểu nhầm và chỉ thấy được khoảng 30% độ sâu so với thực tế của ao hồ khi nhìn xuống.
Kết luận
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là một điều thực tế bạn luôn gặp trong cuộc sống. Hãy cùng Kiến Guru khám phá những kiến thức vật lý thú vị.
Nếu bạn đang thắc mắc vấn đề gì truy cập ngay Kienguru.vn để lại SĐT và thắc mắc đang gặp sẽ có các chuyên gia có chuyên môn giải đáp chi tiết giúp bạn.
