Tài liệu dạy học Vật lý 9 Chủ đề 25

Hướng dẫn Tài liệu dạy học Vật lý 9 Chủ đề 25 hay nhất. Tải về định dạng file PDF cho các thầy cô giáo tham khảo.

Hoạt động 1 trang 8 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Hãy thực hiện thí nghiệm, nêu nhận xét và kết luận

Một bình thủy tinh chứa nước. Chiếu một chùm tia sáng (coi như một tia sáng) truyền trong không khí sát thành bình thẳng đứng (hoặc tấm bìa nhựa đặt thẳng đứng) đến mặt nước và truyền vào trong nước (hình H25.2a, minh họa tại hình H25.2b). Quan sát đường truyền của tia sáng.

Lời giải chi tiết

Nhận xét: Tia sáng truyền trong không khí và trong nước theo đường thẳng nhưng tại điểm I trên mặt phân cách giữa nước và không khí, nơi tia sáng truyền từ nước và không khí, nơi tia sáng truyền từ không khí vào nước, tia sáng bị gãy khúc. Ta gọi đó là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Kết luận: Hiện tượng 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, được gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Hoạt động 2 trang 9 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Hãy tìm hiểu và trả lời

Hình H25.3 mô tả một trường hợp tia sáng bị khúc xạ khi truyền qua mặt phân cách hai môi trường trong suốt.

- (1): môi trường tới, (2): môi trường khúc xạ.

- PQ: mặt phân cách

- I: điểm tới, SI: tia tới, IK: tia khúc xạ.

- NN’: pháp tuyến là đường vuông góc với mặt phân cách tại điểm tới.

- mp (SI, IN): mặt phẳng tới là mặt phẳng chứa tia tới SI và pháp tuyến IN.

Em hãy cho biết:

- góc tới là bao nhiêu khi tia tới hợp với mặt phân cách góc 30o ?

- góc tới là bao nhiêu khi tia tới vuông góc với mặt phân cách ?

- góc khúc xạ là bao nhiêu khi tia khúc xạ hợp với mặt phân cách góc 50o ?

Lời giải chi tiết

- Khi tia tới hợp với mặt phân cách góc 30othì góc tới là 60o

- Khi tia tới vuông góc với mặt phân cách góc tới bằng 0

- Khi góc khúc xạ hợp với mặt phân cách góc 50o thì góc khúc xạ bằng 40o

Hoạt động 3 trang 10 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Hãy thực hiện thí nghiệm, trả lời câu hỏi và nêu kết luận.

- Đặt một tấm thủy tinh hình bán trụ trên một tấm bìa có vòng tròn chia tâm I. Chiếu một tia sáng SI truyền trong không khí nằm sát trên một tấm bìa đến mặt phẳng của tấm thủy tinh tại điểm I (hình H25.4a,b).

Em hãy quan sát tia tới SI trong không khí, tia khúc xạ IK trong thủy tinh và cho biết:

+  Mặt phẳng tới là mặt nào?

+ Tia khúc xạ nằm trong mặt nào?

+ Góc tới và góc khúc xạ là những góc nào, góc nào lớn hơn?

+ Nếu tia sáng truyền trong không khí đến I theo phương NI (hình H25.4c), tia khúc xạ vào trong thủy tinh có phương nào?

- Thực hiện lại thí nghiệm nhưng chiếu tia sáng nằm sát trên mặt tấm bìa đến mặt cong của tấm bìa đến mặt cong của tấm thủy tinh, sao cho tia sáng truyền trong thủy tinh theo đường SI đến điểm I rồi khúc xạ ra ngoài không khí theo đường IK (hình H25.5).

Em hãy quan sát tia tới trong thủy tinh, tia khúc xạ ra ngoài không khí và cho biết:

+ Tia khúc xạ nằm trong mặt nào?

+ Góc tới và góc khúc xạ nằm trong mặt nào, góc nào lớn hơn?

+ Nếu tia sáng đi trong thủy tinh đến I theo phương NI, tia khúc xạ ra không khí có phương nào?

Lời giải chi tiết

Thí nghiệm 1: Tia sáng đi từ không khí vào bình thủy tinh

- Mặt phẳng tới là mặt phẳng của tấm bìa

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng của tấm bìa

- Góc tới là SIN, góc khúc xạ là N’IK, góc tới lớn hơn góc khúc xạ

- Nếu tia tới theo phương NI thì tia khúc xạ theo phương N’I.

Thí nghiệm 2: Tia sáng đi từ thủy tinh ra không khí

- Mặt phẳng tới là mặt phẳng của tấm bìa

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng của tấm bìa

- Góc tới là SIN, góc khúc xạ là N’IK, góc khúc xạ lớn hơn góc tới

- Nếu tia tới theo phương NI thì tia khúc xạ theo phương N’I.

Từ nhiều thí nghiệm, ta có được kết luận sau:

- Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng, tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.

- Khi tia tới xiên góc với mặt phân cách:

+ Tia sáng truyền từ không khí sang một môi trường trong suốt rắn hoặc lỏng thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.

+ Tia sáng truyền được trong môi trường trong suốt rắn hoặc lỏng ra không khí thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới.

- Khi tia tới vuông góc với mặt phân cách hai môi tường trong suốt, tia sáng truyền thẳng qua mặt phân cách, không bị khúc xạ.

Hoạt động 4 trang 11 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Ta đã biết, mắt nhìn thấy một vật khi có ánh  sáng truyền từ vật đến mắt. Dựa vào đó, em hãy giải thích hiện tượng nêu lên lúc đầu: Nhìn vào trong li rỗng ta không thấy đáy li (hình H25.6a) nhưng khi đổ gần đầy nước vào li, ta có thể thấy được một phần đáy li (hình H25.6b).

Lời giải chi tiết

- Khi li rỗng nước thì không có ánh sáng truyền từ đáy li đến mắt.

- Khi li đổ đầy nước thì tia sáng từ đáy li bị gãy khúc và truyền đến được mắt nên ta thấy được đáy li.

Hoạt động 5 trang 11 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Khi ta sáng truyền đến mặt phân cách hai môi trường trong suốt (ví dụ: ánh sáng truyền từ không khí vào thủy tinh, hình H25.7a; ánh sáng truyền từ không khí vào nước, hình minh họa H25.7b), thường có cả hiện tượng phản xạ ánh sáng và hiện tượng khúc xạ ánh sáng xảy ra tại mặt phân cách. Em hãy mô tả một số hiện tượng quan sát được trong thực tế cuộc sống để minh họa và giải thích điều đó, ví dụ: cửa kính một tòa nhà (hình H26.8); mặt hồ nước (hình H25.9).

Lời giải chi tiết

Ví dụ 1: Khi ta đứng trước cửa kính bên ngoài của một tòa nhà, ta thấy được các đồ vật bên trong chứng tỏ tia sáng khúc xạ từ trong ra. Không những vậy, ta còn thấy hình ảnh quang cảnh bên ngoài đường chứng tỏ tia sáng từ các vật đó phản xạ trên kính đến mắt ta.

Ví dụ 2: Nhìn vào mặt hồ, ta thấy cá đang bơi chứng tỏ ánh sáng từ con ca khúc xạ qua mặt hồ đến mắt. Không những vậy ta còn thấy bầu trời in dưới mặt hồ chứng tỏ ánh sáng từ bầu trời phản xạ trên mặt hồ đến mắt người quan sát.

Bài 1 trang 12 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh sáng ?

Nêu ví dụ mô tả hình ảnh cảu một vật mà ta thấy được là do tia khúc xạ đến mắt tạo ra.

Lời giải chi tiết

Hiện tượng 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, gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Bài 2 trang 12 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Nêu mối liên hệ giữa tia khúc xạ và tia tới trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng nào ?

- Khi tia tới không vuông góc với mặt phân cách và một trong hai môi trường chứa tia sáng là không khí, góc khúc xạ nhỏ hơn hay lớn hơn góc tới ?

Một tia sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường (1) và (2) như hình H25.10, trong đó có một môi trường là không khí. Hỏi môi trường nào là không khí: (1) hay (2) ?

Lời giải chi tiết

- Khi tia tới xiên góc với mặt phân cách:

+ Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới.

+ Tia sáng truyền từ môi trường không khí sang một môi trường trong suốt rắn hoặc lỏng thì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới.

+ Tia sáng truyền từ môi trường trong suốt rắn hoặc lỏng ra không khí thì góc khúc xạ lớn hơn góc tới.

- Trong hình 25.10 (sgk) thì môi trường (2) là không khí. Vì nếu vẽ pháp tuyến ta thấy rằng góc tia sáng ở môi trường (1) hợp với pháp tuyến nhỏ hơn góc ở môi trường (2).

Bài 3 trang 12 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Khi tia sáng truyền đến mặt phân cách hai môi trường trong suốt, hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng

A. tia sáng truyền trở lại môi trường tới

B. tia sáng truyền thẳng qua mặt phân cách vào môi trường khúc xạ

C. tia sáng đổi phương khi truyền từ môi trường tới vào môi trường khúc xạ

D. tia sáng truyền qua mặt phân cách vào môi trường khúc xạ.

Lời giải chi tiết

Chọn đáp án C

Bài 4 trang 12 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Khi tia tới truyền trong không khí đến xiên góc với mặt nước

A. tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến hơn so với tia tới.

B. tia khúc xạ lệch ra xa pháp tuyến hơn so với tia tới

C. tia khúc xạ truyền thẳng qua mặt nước

D. chỉ có tia khúc xạ vào trong nước, không có tia phản xạ trở lại không khí.

Lời giải chi tiết

Chọn đáp án A

Bài 5 trang 12 Tài liệu Dạy – học Vật lí 9 tập 2

Hình H25.11 là phong cảnh dòng nước tại khu du lịch sinh thái Tràng An thuộc tỉnh Ninh Bình ở miền bắc nước ta. Dòng nước trong xanh đến mức ta có thể nhìn rõ được các loài thực vật phía dưới mặt nước. Hình ảnh các vật dưới dòng nước mà mắt ta thấy được là do các tia sáng nào tạo ra khi đến mắt ta ?

A. Các tia truyền thẳng từ vật đến mắt

B. Các tia khúc xạ từ trong nước ra không khí

C. Các tia phản xạ tại mặt nước

D. Các tia khúc xạ từ không khí vào trong nước.

Lời giải chi tiết

Chọn đáp án B

Bài 6 trang 13 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Một hòn sỏi nhỏ đặt tại vị trí A trong nước. Mắt đặt trong không khí tại vị trí M nhìn thấy hình ảnh hòn sỏi trong nước tại vị trí B. Các hình H25.12 mô tả đường đi của chùm tia sáng từ hòn sỏi đến mắt. Hình nào mô tả đúng đường đi của các tia sáng ?

A. Hình H25.12a và H25.12b                       

B. Hình H25.12c và H25.12d

C. Hình H25.12a và H25.12c 

D. Hình H25.12b và H25.12d

Lời giải chi tiết

Chọn đáp án D.

Bài 7 trang 13 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Một chùm tia sáng hẹp (coi như một tia sáng) truyền trong không khí đến mặt nước với gõ tới 60^o. Tại điểm tới, một phần chùm tia khúc xạ vào trong nước với góc khúc xạ 40^o, một phần chùm tia sáng phản xạ trở lại không khí. Em hãy vẽ hình biểu diễn đường truyền của các tia sáng từ mô tả trên.

Lời giải chi tiết

Đường truyền của các tia sáng được mô tả như hình vẽ.

Bài 8 trang 13 - Tài liệu Dạy Học Vật lý 9 Chủ đề 25

Một chùm tia sáng hẹp (coi như một tia sáng) đi trong không khí đến mặt nước với góc tới 53^o. Tại điểm tới, một phần chùm tia sáng khúc xạ vào trong nước với góc khúc xạ r, một phần chùm tia sáng phản xạ lại không khí. Cho biết tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau. Em hãy vẽ hình biểu diễn đường truyền của các tia sáng từ mô tả trên và tính giá trị của góc r.

Lời giải chi tiết

- Đường truyền của các tia sáng biểu diễn như ở hình vẽ

- Từ hình vẽ ta thấy i = I’ = 53^o

Và I’ + I = 90^o suy ra r = 90 – 53 = 37^o.

Vậy góc khúc xạ là 37^o.