Hiện tượng phản xạ toàn phần và ứng dụng lớp 9 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Hiện tượng phản xạ toàn phần và ứng dụng lớp 9 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Hiện tượng phản xạ toàn phần và ứng dụng.

Hiện tượng phản xạ toàn phần và ứng dụng lớp 9 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.

Điều kiện để có phản xạ toàn phần:

- Ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất n₁ tới môi trường có chiết suất n₂ với: n₁ > n₂.

- Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn: i ≥ i_th, với $\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}$.

2. Ví dụ minh hoạ

Câu 1. Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ từ nước sang không khí. Biết chiết suất của nước là 4/3.

A. 60^o.

B. 30^o.

C. 45^o  .

D. 48^o.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Ta có $\sin i_{gh}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{1}{\frac{4}{3}}=\frac{3}{4}=0,75$ ⇒ $i_{gh}\approx 48,{59}^o$

Câu 2. Trong các câu sau đây, câu nào sai? Khi một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n₁, tới mặt phân cách với một môi trường có chiết suất n₂ < n₁ thì

A. có tia khúc xạ đối với mọi phương của tia tới.

B. góc khúc xạ r lớn hơn góc tới i.

C. tỉ số giữa sin i và sin r là không đổi khi cho góc tới thay đổi.

D. góc khúc xạ thay đổi từ 0 tới 90° khi góc tới i biến thiên.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Khi một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n₁, tới mặt phân cách với một môi trường có chiết suất n₂ < n₁ thì có:

+ góc khúc xạ r lớn hơn góc tới i.

+ tỉ số giữa sin i và sinr là không đổi khi cho góc tới thay đổi.

+ góc khúc xạ thay đổi từ 0 tới 90° khi góc tới i biến thiên.

+ khi góc tới đạt đến giá trị giới hạn sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, khi đó không có tia khúc xạ.

Câu 3. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì

A. không thể có hiện tượng phản xạ toàn phần.

B. có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

C. hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn nhất.

D. luôn luôn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nếu góc tới thỏa mãn điều kiện lớn hơn hoặc bằng góc tới giới hạn.

Câu 4: Một tia sáng đi từ thuỷ tinh đến mặt phân cách với nước. Biết chiết suất của thuỷ tinh là 1,5; chiết suất của nước là 4/3. Để có tia sáng đi vào nước thì góc tới (i) phải thoả mãn điều kiện nào dưới đây?

A. i ≥ 62^o44’.

B. i < 62^o44’.

C. i < 65^o48’.

D. i < 48^o35’.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Để có tia sáng đi vào nước thì không xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần là: i ≥ i_th.

Trong đó i_th được xác định bởi:  $\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{\frac{4}{3}}{1,5}=\frac{8}{9}\Rightarrow i_{th}\approx {62}^{o}44\text{'}$

Vậy để có tia sáng đi vào nước thì góc tới i < 62^o44’

Câu 5: Chiếu một tia sáng đơn sắc từ trong nước tới mặt phân cách với không khí. Biết chiết suất của nước và của không khí đối với ánh sáng đơn sắc này lần lượt là 1,333 và 1. Góc tới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa nước và không khí đối với ánh sáng đơn sắc này là

A. 41,40°. 

B. 53,12°.

C. 36,88°.

D. 48,61°.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Góc tới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa nước và không khí đối với ánh sáng đơn sắc này là:

 $\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{1}{1,333}=\frac{1000}{1333}\Rightarrow i_{th}\approx 48,{61}^o$

3. Bài tập tự luyện

Câu 1. Một chùm tia sáng hẹp truyền từ môi trường (1) chiết suất n₁ tới mặt phẳng phân cách với môi trường (2) chiết suất n₂ (n₁ > n₂). Nếu tia khúc xạ truyền gần sát mặt phân cách hai môi trường trong suốt thì có thể kết luận

A. góc tới bằng góc tới giới hạn phản xạ toàn phần.

B. góc tới lớn hơn góc phản xạ toàn phần.

C. không còn tia phản xạ.                                     

D. chùm tia phản xạ rất mờ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Tia sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chiết quang hơn thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nếu góc tới thỏa mãn điều kiện i ≥ i_gh. Nếu tia khúc xạ truyền gần sát mặt phân cách hai môi trường trong suốt thì góc tới bằng góc tới giới hạn phản xạ toàn phần.

Câu 2. Phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường giống nhau ở tính chất là:

A. cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng.

B. cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng.

C. cường độ chùm tia phản xạ gần bằng cường độ chùm tới.

D. cường độ chùm phản xạ rất nhỏ so với cường độ chùm tới.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng.

Câu 3. Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn và góc tới lớn hơn góc giới hạn là điều kiện để có

A. phản xạ thông thường.                                    

B. khúc xạ.

C. phản xạ toàn phần.                                          

D. tia phản xạ vuông góc với tia khúc xạ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn và góc tới lớn hơn góc giới hạn là điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Câu 4: Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần?

A. Ánh sáng có chiếu từ môi trường có chiết suất n₁ tới môi trường có chiết suất n₂ với n₁ > n₂ và góc tới nhỏ hơn góc tới hạn.

B. Ánh sáng có chiếu từ môi trường có chiết suất n₁ tới môi trường có chiết suất n₂ với n₁ > n₂ và góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn.

C. Ánh sáng có chiếu từ môi trường có chiết suất n₁ tới môi trường có chiết suất n₂ với n₁ < n₂ và góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn.

D. Ánh sáng có chiếu từ môi trường có chiết suất n₁ tới môi trường có chiết suất n₂ với n₁ < n₂ và góc tới nhỏ hơn hoặc bằng góc tới hạn.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần

+ Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém.

+ Góc tới i phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn.

Câu 5. Hiện tượng phản xạ toàn phần là gì?

A. Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.                 

B. Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ một phần tia tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.         

C. Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia tới, xảy ra ở môi trường thứ 2.

D. Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng khúc xạ toàn bộ tia tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.                 

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Hiện tượng phản xạ toàn phần là hiện tượng phản xạ toàn bộ tia tới, xảy ra ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt.                 

Câu 6. Trong các ứng dụng  sau đây, ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần là

A. gương phẳng.                   

B. gương cầu.            

C. sợi quang.                                                                    

D. thấu kính.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phản xạ toàn phần xảy ra ở mặt phân cách giữa lõi và vỏ làm cho ánh sáng truyền đi theo sợi quang.

Câu 7. Đâu không phải là ứng dụng của hiện tượng phản xạ ánh sáng?

A. Kính vạn hoa.                    

B. Kính tiềm vọng.

C. Kính cận.                           

D. Ống nhòm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Kính cận được làm từ thấu kính hội tụ.

Câu 8. Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra với hai điều kiện là ánh sáng truyền từ

A. môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ và góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn.

B. môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiết suất lớn và góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn.

C. môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiết suất lớn và góc tới nhỏ hơn hoặc bằng góc tới hạn.

D. môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ và góc tới nhỏ hơn góc tới hạn.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:

+ Ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ.

+ Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn.

Câu 9. Khi có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra thì

A. mọi tia tới đều phản xạ và tuân theo định luật phản xạ ánh sáng.

B. chỉ có một phần nhỏ của chùm tia tới bị khúc xạ.

C. tia phản xạ rất rõ còn tia khúc xạ rất mờ.

D. toàn bộ chùm sáng tới bị giữ ở mặt phản xạ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Khi có hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra thì mọi tia tới đều phản xạ và tuân theo định luật phản xạ ánh sáng.

Câu 10. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì

A. không thể có hiện tượng phản xạ toàn phần.

B. có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

C. hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn nhất.

D. luôn luôn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nếu góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn.

Câu 11: Sợi quang trong cáp quang ứng dụng hiện tượng gì?

A. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

B. Hiện tượng phản xạ ánh sáng.

C. Hiện tượng phản xạ toàn phần.

D. Hiện tượng tán sắc ánh sáng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Cáp quang được dùng để truyền tín hiệu ánh sáng ứng dụng trong thông tin liên lạc, y học…. Cáp quang gồm một bó sợi quang. Khi ánh sáng đi vào sợi quang thì xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. Hiện tượng này được lặp lại nhiều lần liên tiếp trên thành sợi khiến ánh sáng được dẫn truyền bên trong sợi quang.

Câu 12: Khi nói về hiện tượng phản xạ toàn phần. Phát biểu nào sau đây sai?

A. Góc tới lúc bắt đầu không quan sát thấy tia khúc xạ được gọi là góc tới hạn. 

B. Phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn.

C. Phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn hơn góc tới hạn phản xạ toàn phần.

D. Góc tới hạn của phản xạ toàn phần được xác định bằng tỉ số chiết suất giữa môi trường có chiết suất lớn với môi trường có chiết suất nhỏ hơn. 

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Sin góc tới hạn của phản xạ toàn phần được xác định bằng tỉ số chiết suất giữa môi trường có chiết suất nhỏ với môi trường có chiết suất lớn hơn.

Câu 13. Người ta ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần để chế tạo

A. sợi quang.              

B. thiết bị điều khiển từ xa của tivi.

C. gương trang điểm.             

D. gương phẳng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Người ta ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần để chế tạo sợi quang.

Câu 14: Biết chiết suất của thủy tinh là 1,5; của nước là $\frac{4}{3}$. Góc tới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang nước là

A. 46,8⁰.   

B. 72,5⁰.

C. 62,7⁰.  

D. 41,8⁰.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Góc tới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang nước:

$\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{\frac{4}{3}}{1,5}=\frac{8}{9}\Rightarrow i_{th}\approx 62,7^o$

Câu 15: Biết chiết suất của thủy tinh là 1,5. Góc tới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí là

A. 48,6^o

B. 72,75°

C. 62,7°   

D. 41,8°.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Chiết suất của không khí là 1.

Góc tới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí.

$\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{1}{1,5}=\frac{2}{3}\Rightarrow i_{th}\approx 41,8^o$

Câu 16.  Nước có chiết suất 1,33. Chiếu ánh sáng từ nước ra ngoài không khí, góc có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần là

A. 20⁰.

B. 30⁰.

C. 40⁰.

D. 60⁰.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Chiết suất của không khí là 1.

Góc tới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ nước ra không khí.

$\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{1}{1,3}=\frac{10}{13}\Rightarrow i_{th}\approx 50,{28}^o$

Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần là: i ≥ i_th.

Vậy góc có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần là 60⁰.

Câu 17: Với n₁ là chiết suất của môi trường chứa tia tới; n₂ là chiết suất của môi trường chứa tia khúc xạ. Góc tới hạn được xác định bởi biểu thức:

A. $\tan i_{th}=\frac{n_2}{n_1}$

B. $c\text{os }{i}_{th}=\frac{n_1}{n_2}$

C. $c\text{os }{i}_{th}=\frac{n_2}{n_1}$

D. $\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}$

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Với n₁ là chiết suất của môi trường chứa tia tới; n₂ là chiết suất của môi trường chứa tia khúc xạ. Góc tới hạn được xác định bởi biểu thức: $\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}$

Câu 18: Biết chiết suất của thủy tinh là 1,5; của nước là $\frac{4}{3}$. Góc tới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang nước là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Ta có $\sin i_{gh}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{\frac{4}{3}}{1,5}\Rightarrow i_{gh}\approx 62,7^o$

Câu 19: Biết chiết suất của thủy tinh là 1,5. Tính góc tới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí.

Hướng dẫn giải

Ta có $\sin i_{gh}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{1}{1,5}=\frac{2}{3}\Rightarrow i_{gh}\approx 41,8^o$

Câu 20: Một tia sáng hẹp truyền từ môi trường có chiết suất $\sqrt{3}$ đến mặt phân cách với môi trường khác có chiết suất n. Để tia sáng tới gặp mặt phân cách hai môi trường dưới góc i ≥ 60^o sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì chiết suất n phải thoả mãn điều kiện gì?

Hướng dẫn giải

Ta có $\sin i_{gh}=\sin {60}^0=\frac{n_2}{n_1}=\frac{n}{\sqrt{3}}=>n=\sqrt{3}\sin {60}^o=1,5$

Xem thêm các dạng bài tập Khoa học tự nhiên 9 phần Vật Lí hay, chi tiết khác:

• Hiện tượng tán sắc qua lăng kính. Màu sắc của vật
• Sự truyền sáng qua lăng kính
• Sự tạo ảnh qua các loại thấu kính
• Bài tập thấu kính hội tụ
• Bài tập thấu kính phân kì

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác:

• Giải bài tập Vật lý 9
• Giải sách bài tập Vật Lí 9
• Giải VBT Vật Lí 9
• Đề thi Vật Lí 9

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---