Bài giảng vật lí 9 thao giảng hiện tượng khúc xạ ánh sáng (21)

CHƯƠNG III - QUANG HỌC
Tiết 44
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG



Ôn lại kiến thức liên quan
Câu hỏi 1: Nhắc lại định luật truyền thẳng ánh sáng?
Trả lời: Trong môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng
truyền theo đường thẳng.
Câu hỏi 2: Nhắc lại định luật phản xạ ánh sáng?
Trả lời:
- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến
tại điểm tới.
- Góc phản xạ luôn luôn bằng góc tới.


Tiết 44
HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG


Học sinh làm thí nghiệm
Mắt
- Đặt mắt nhìn dọc theo một
chiếc đũa thẳng từ đầu trên
(H.40.1a) ta không nhìn thấy
đầu dưới của đũa.
Mắt
- Giữ nguyên vị trí đặt mắt, đổ
nước vào bát (H.40.1b), liệu có
nhìn thấy đầu dưới của đũa hay

không?

b)

Hình.40.1


Tiết 44. HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

1. Quan sát:
Quan sát hình vẽ bên và nêu
nhận xét về đường truyền của tia
sáng:
a) Từ S đến I ( trong không
khí)
Truyền thẳng
-…............................
b) Từ I đến K ( trong nước)

Hỏi: Ánh sáng truyền từ
không khí đến mặt nước đã
tuân theo định luật nào?
Định luật truyền thẳng của ánh sáng

Truyền thẳng
- …………………..
c) Từ S đến mặt phân cách rồi
đến K.
Bị gãy khúc tại mặt phân cách.

-……………………………..

Hình 40.2


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

1. Quan sát:
Quan sát hình vẽ bên và nêu
nhận xét về đường truyền của tia
sáng:
a) Từ S đến I ( trong không
khí)
Truyền thẳng
-…............................
b) Từ I đến K ( trong nước)

Hỏi: Hiện tượng ánh
sáng truyền từ không
khí sang nước có tuân
theo định luật truyền
thẳng của ánh sáng
không? Tại sao?
Không tuân theo định luật truyền
thẳng của ánh sáng vì nó bị gãy khúc
tại mặt phân cách.

Truyền thẳng
- …………………..

c) Từ S đến mặt phân cách rồi
đến K.
Bị gãy khúc tại mặt phân cách.
-……………………………..

Hình 40.2


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

1. Quan sát:
Quan sát hình vẽ bên và nêu
nhận xét về đường truyền của tia
sáng:
a) Từ S đến I ( trong không
khí)
Truyền thẳng
-…............................
b) Từ I đến K ( trong nước)

Hỏi: Vậy hiện tượng ánh sáng
truyền từ không khí sang nước bị
gãy khúc tại mặt phân cách giữa
hai môi trường gọi là hiện tượng
gì?
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Truyền thẳng
- …………………..

c) Từ S đến mặt phân cách rồi
đến K.
Bị gãy khúc tại mặt phân cách.
-……………………………..

Hình 40.2


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

1. Quan sát:
2. Kết luận:

Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này
sang môi trường trong suốt khác thì bị gãy khúc tại mặt phân
cách giữa hai môi trường gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
Không khí

N

S
Q

P
I

Mặt phân cách
PQ

Nước
N’

K


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
1. Quan sát:
2. Kết luận:
Hiện tượng tia sáng truyền từ môi
trường trong suốt này sang môi trường
trong suốt khác thì bị gãy khúc tại mặt
phân cách giữa hai môi trường gọi là hiện
tượng khúc xạ ánh sáng.

3. Một vài khái niệm:
- Tia tới : SI

P

S
i

- Tia Khúc xạ : IK
- Điểm tới : I

N

P

I

Q

-Pháp tuyến : NN’ vuông góc PQ
-Góc tới : SIN, kí hiệu là i
-Góc khúc xạ : KIN’, kí hiệu là r
- Mặt phẳng tới : (P)

r
N'

K


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
1. Quan sát:
2. Kết luận:
3. Một vài khái niệm:
4. Thí nghiệm:
Bố trí thí nghiệm như hình 40.2
- Nhúng một phần của miếng nhựa
phẳng vào trong nước.
- Chiếu tia sáng là là trên mặt miếng
nhựa tới mặt phân cách PQ tại điểm tới I.

Làm thí nghiệm và trả lời câu C1, C2

C1: Hãy cho biết tia khúc xạ có nằm
trong mặt phẳng tới không?
Góc tới và góc khúc xạ góc nào lớn
hơn ?
C2: Hãy đề xuất phương án thí nghiệm
để kiểm tra xem những nhận xét trên có
còn đúng khi thay đổi góc tới hay
không ?

Hình 40.2


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
1. Quan sát:
2. Kết luận:
3. Một vài khái niệm:
4. Thí nghiệm:
C1: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng
tia tới.
Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
C2: Phương án thí nghiệm: Thay đổi
hướng của tia tới, quan sát tia khúc xạ,
độ lớn góc tới, góc khúc xạ.

TRẢ LỜI CÂU C1, C2
C21: Hãy
Hãy đề
choxuất
biếtphương

tia khúc
án xạ
thí có
nghiệm
nằm
trong
để
kiểm
mặttraphẳng
xem những
tới không?
nhận xét trên có
và góc
góc tới
nào hay
lớn
còn Góc
đúngtớikhi
thaykhúc
đổixạgóc
hơn
? ?
không
P
N

S
i

P

I

Q

r
N'

K


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
1. Quan sát:
2. Kết luận:
3. Một vài khái niệm:
4. Thí nghiệm:
C1: Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng
tia tới.
Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
C2: Phương án thí nghiệm: Thay đổi
hướng của tia tới, quan sát tia khúc xạ,
độ lớn góc tới, góc khúc xạ.
5. Kết luận:
Khi tia sáng truyền từ không khí sang
nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới

RÚT RA KẾT LUẬN

P

N

S
i

P

I

Q

r
N'

K


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
1. Quan sát:
2. Kết luận:
3. Một vài khái niệm:
4. Thí nghiệm:
C1: Tia khúc xạ nằm trong mặt
phẳng tia tới.
Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.
C2: Phương án thí nghiệm: Thay

đổi hướng của tia tới, quan sát tia
khúc xạ, độ lớn góc tới, góc khúc
xạ.
5. Kết luận:
Khi tia sáng truyền từ không khí
sang nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt
phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới

C3: Thể hiện kết luận bằng hình vẽ

P

N

S
(r < i)

i

P

I

Q

r
N'

Hình 40.2

K


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Khi tia sáng truyền từ không khí sang
nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
II- Sự khúc xạ của tia sáng khi truyền
từ nước sang không khí
1. Dự đoán:
C4: Kết luận trên còn đúng trong
trường hợp tia sáng truyền từ nước
sang không khí hay không? Đề xuất
một phương án thí nghiệm để kiểm tra
dự đoán đó.
Dự đoán phương án TN kiểm tra:
-Chiếu tia sáng từ đáy bình lên rồi ra
không khí.
-Chiếu tia sáng qua đáy bình vào nước
rồi sang không khí.

DỰ ĐOÁN


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Khi tia sáng truyền từ không khí sang
nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
II- Sự khúc xạ của tia sáng khi truyền
từ nước sang không khí
1. Dự đoán:
2. Thí nghiệm kiểm tra:

Hướng dẫn trả lời câu C5
Hỏi: Mắt nhìn thấy A chứng tỏ ánh
sáng có truyền từ A đến mắt không.
Trả lời: Có

C5: Mắt nhìn thấy A do ánh sáng từ A
truyền đến mắt.

A


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

P

N

C
r

P

r>i
B

Q

i
N'

A


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Gợi ý câu C6
C6: * Tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách.
- Điểm tới : B

- Tia tới : AB

P

C

- Tia Khúc xạ : BC

r

-Góc tới : ABN’, kí hiệu là i
-Góc khúc xạ : CBN, kí hiệu là r
* Góc khúc xạ lớn hơn góc tới.

N

P

r>i
B

Q

i
N'

A


Bài 40 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
I- Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Khi tia sáng truyền từ không khí sang
nước thì :
- Tia Khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
II- Sự khúc xạ của tia sáng khi truyền từ
nước sang không khí
1. Dự đoán:
2. Thí nghiệm kiểm tra:
3. Kết luận:

Khi tia sáng truyền từ nước sang không
khí thì:

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới
- Góc khúc xạ lớn hơn góc tới.

P

N

C
r

P

B

Q

i
N'

A


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

TÓM LƯỢT KIẾN THỨC
* Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường
trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị
gãy khúc tại mặt phân cách hai môi trường gọi là
hiện tượng khúc xạ ánh sáng
* Khi tia sáng truyền từ không khí sang nước,

góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới
* Khi tia sáng truyền từ nước sang không khí,
góc khúc xạ lớn hơn góc tới


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. VẬN DỤNG
C7: Phân biệt các hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng.
Hiện tượng
phản xạ ánh
sáng

Hiện tượng
khúc xạ ánh
sáng

Pháp tuyến

N
Tia
tới S

Góc
tớ i

Mặt
phân
cách

I


Góc
khúc
xạ

N′

S′

i i′



Không khí
Nước

Góc
phản
xạ

Tia
phản
xạ

r

R
Tia khúc
xạ

Bài 40 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. VẬN DỤNG
C7: Phân biệt các hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng.
Hiện tượng
phản xạ ánh
sáng

Hiện tượng khúc
xạ ánh sáng

-Tia tới gặp
mặt phân cách
giữa hai môi
trường trong
suốt bị hắt trở
lại môi trường
cũ.

-Tia tới gặp mặt
phân cách giữa
hai môi trường
trong suốt bị gãy
khúc tại mặt phân
cách và tiếp tục
đi vào môi
trường trong suốt
thứ hai
-Góc khúc xạ

không bằng góc
tới

-Góc phản xạ
bằng góc tới

Pháp tuyến

N
Tia
tới S

Góc
tớ i

Mặt
phân
cách

I


Góc
khúc
xạ

N′

S′

i i′



Không khí
Nước

Góc
phản
xạ

Tia
phản
xạ

r

R
Tia khúc
xạ


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. VẬN DỤNG
C8: Giải thích hiện tượng nêu ra ở phần mở bài.

Mắt
- Đặt mắt nhìn dọc theo một
chiếc đũa thẳng từ đầu trên
(H.40.1a) ta không nhìn thấy

đầu dưới của đũa.
Mắt
- Giữ nguyên vị trí đặt mắt, đổ
nước vào bát (H.40.1b), ta nhìn
thấy đầu dưới của đũa. Giải
thích vì sao?
b)

Hình.40.1


Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
III. VẬN DỤNG
C8: Giải thích hiện tượng nêu ra ở phần mở bài.
Mắt
- Trong không khí, ánh sáng chỉ có thể
đi theo đường thẳng từ A đến mắt.
Nhưng những điểm trên chiếc đũa đã
chắn mất đường truyền đó nên tia sáng
này không đến được mắt.
- Đổ nước vào bát đến một vị trí nào
đó ta lại nhìn thấy A là do: Có một tia
sáng từ A đến I (AI) đến mặt nước, bị
khúc xạ đi được tới mắt nên ta nhìn
thấy A.

I

A

Tiết 44 - HIỆN TƯỢNG KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
HÌNH ẢNH MINH HỌA THỰC TẾ