[Vật lý 9] Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Định nghĩa, bài tập kèm lời giải

Trong cuộc sống, chắc chắn có nhiều lúc các bạn gặp hiện tượng khúc xạ. Ví dụ, khi ta dùng muỗng/ thìa khuấy một cốc nước đường, qua mặt phân cách giữa không khí và nước, phần cán thìa hoặc muỗng bị lệch đi trông thấy. Đó chính là hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Cùng đọc tiếp bài viết này để tìm hiểu về định nghĩa, nguyên nhân và các bài tập hiện tượng khúc xạ ánh sáng nhé.

Mục Lục

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì?

Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng các tia sáng bị lệch phương (bị gãy) khi truyền xiên góc qua mặt phân cách của 2 môi trường trong suốt khác nhau.

Ví dụ: Ta đổ đầy nước vào một chiếc ly thủy tinh sau đó đặt một chiếc bút nằm nghiêng ở trong cốc nước. Khi quan sát, ta thấy phần ánh sáng phản xạ từ thân bút không còn truyền thẳng mà đã bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa 2 môi trường là nước và không khí.

Ta có:

I là điểm tới, SI là tia tới
IK là tia khúc xạ
Đường NN’ vuông góc với mặt phẳng phân cách là pháp tuyến tại điểm tới
Góc SIN là góc tới, ký hiệu: i
Góc KIN’ là góc khúc xạ, ký hiệu: r
Mặt phẳng chứa tia tới SI và pháp tuyến NN’ là mặt phẳng tới

Xem thêm: [Vật lý 9] Thấu kính hội tụ là gì? Định nghĩa kèm bài tập

Góc tới, góc phản xạ trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì?

Trong sự khúc xạ ánh sáng,

Góc tới là góc được hợp bởi tia tới và pháp tuyến của mặt phẳng.
Góc phản xạ là góc được hợp bởi tia phản xạ cùng với pháp tuyến của mặt phẳng.

Sự khúc xạ của tia sáng

Nhìn vào hiện tượng khúc xạ ánh sáng, ta có thể thấy có hai trường hợp xuất hiện.

Nếu tia sáng truyền từ không khí sang nước: Tia khúc xạ sẽ được nằm ở trong mặt phẳng tới. Ngoài ra, góc khúc xạ sẽ nhỏ hơn góc tới.
Nếu như tia sáng truyền từ môi trường nước sang môi trường không khí: Tia khúc xạ sẽ nằm trong mặt phẳng tới (tương tự như trường hợp trên). Góc khúc xạ sẽ lớn hơn góc tới (ngược với trường hợp trên).

Xem thêm: [Vật lý 9] Lý thuyết Điện trở của dây dẫn – Định luật Ôm

Một số bài tập hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Dưới đây là bài tập hiện tượng khúc xạ ánh sáng và một số lời giải cho dạng bài đó để các bạn có thể ôn kỹ được kiến thức hơn trong chương trình Vật lý 9.

Bài 1: Phân biệt các hiện tượng khúc xạ ánh sáng và hiện tượng phản xạ ánh sáng.

Hiện tượng phản xạ ánh sáng:

Khi tia tới gặp mặt phân cách ở hai môi trường trong suốt, chúng sẽ bị hắt lại môi trường trong suốt cũ.
Ngoài ra, góc phản xạ bằng với góc tới.

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng:

Tia tới không bị hắt trở lại. Tia tới gặp mặt phân cách ở giữa hai môi trường trong suốt. Chúng bị gãy khúc tại mặt phân cách, sau đó tiếp tục đi tiếp vào môi trường trong suốt thứ hai.
Góc khúc xạ có giá trị bằng với góc tới.

Bài 2: Giải thích kỹ hiện tượng được nêu ra dưới đây. Khi ta đặt mắt nhìn dọc theo chiếc đũa thẳng đầu tiên, ta có thể không nhìn được ở đầu dưới của đũa. Ta giữ nguyên vị trí đặt mắt đó. Sau đó đổ thêm nước vào bát. Liệu có nhìn thấy đầu dưới của đũa hay không?

Khi ta chưa đổ nước vào bát, ta sẽ không nhìn thấy được đầu dưới của chiếc đũa. Thế nhưng trong không khí, vì ánh sáng chỉ truyền theo đường thẳng từ A đến mắt. Những điểm ở trên chiếc đũa thẳng đã chắn được đường truyền đó. Thế nên tia sáng này không thể đến được với mắt.
Khi ta giữ nguyên vị trí ta đặt mắt và đặt đũa. Khi đổ nước vào bát tới một vị trí nào đó, ta có thể lại nhìn thấy điểm cũ.

Tổng hợp

Qua bài viết này, congthuctoanlyhoa.com hy vọng các bạn học sinh có thể hiểu hơn về hiện tượng này. Ngoài ra, khi lên lớp 11, các bạn sẽ được gặp lại kiến thức này nhưng ở dạng đào sâu hơn. Chúc các bạn học tập thật tốt!