Giải Câu hỏi trang 32 SGK Khoa học tự nhiên 9

Lời giải

Công thức định luật khúc xạ ánh sáng: $n_1\sin i = n_2\sin r$

Với $n_1=\dfrac{4}{3}$ (nước), $n_2=1$ (không khí).

a) Góc tới $i=30^\circ$:

Từ $n_1\sin i = n_2\sin r$ suy ra:

$$\sin r = \dfrac{n_1\sin i}{n_2} = \dfrac{\dfrac{4}{3}\cdot\sin 30^\circ}{1} = \dfrac{4}{3}\cdot\dfrac{1}{2} = \dfrac{2}{3} \approx 0{,}667$$

Suy ra góc khúc xạ: $r \approx 41{,}8^\circ \approx 42^\circ$.

(Vì ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn là nước sang môi trường chiết quang kém hơn là không khí nên $r>i$, phù hợp với kết quả trên.)

b) Góc tới $i=60^\circ$:

Đây là trường hợp ánh sáng truyền từ nước (chiết quang hơn) sang không khí (chiết quang kém hơn), nên có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Góc tới hạn $i_{th}$ được xác định khi góc khúc xạ $r=90^\circ$:

$$\sin i_{th} = \dfrac{n_2}{n_1} = \dfrac{1}{\dfrac{4}{3}} = \dfrac{3}{4} = 0{,}75 \Rightarrow i_{th} \approx 48{,}6^\circ$$

Vì góc tới $i = 60^\circ > i_{th} \approx 48{,}6^\circ$ nên không có tia khúc xạ: toàn bộ ánh sáng bị phản xạ trở lại nước (hiện tượng phản xạ toàn phần).

Đáp số