Tìm hiểu hiện tượng khúc xạ và tính chiết suất lớp 9 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Tìm hiểu hiện tượng khúc xạ và tính chiết suất 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 Tìm hiểu hiện tượng khúc xạ và tính chiết suất.

Tìm hiểu hiện tượng khúc xạ và tính chiết suất lớp 9 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

Hiện tượng tia sáng truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc (lệch khỏi phương truyền ban đầu) tại mặt phân cách giữa hai môi trường, gọi là hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Chiết suất tỉ đối: $n_{21}=\frac{n_2}{n_1}$ với n1, n2 là chiết suất của hai môi trường chứa tia tới và tia khúc xạ.

Chiết suất tuyệt đối (còn gọi tắt là chiết suất) có giá trị bằng tỉ số tốc độ ánh sáng trong không khí (hoặc chân không) với tốc độ ánh sáng trong môi trường: $n=\frac{c}{v}$.

Trong đó: n là chiết suất; c là tốc độ ánh sáng trong chân không (c = 3.10⁸ m/s); v là tốc độ ánh sáng trong môi trường.

Chiết suất của chân không là 1, chiết suất của không khí là 1,00029 (rất gần với chiết suất của chân không) nên thường được tính tròn là 1 nếu không cần độ chính xác cao.

2. Ví dụ minh hoạ

Câu 1. Một đồng tiền xu được đặt trong chậu. Đặt mắt cách miệng chậu một khoảng h. Khi chưa có nước thì không thấy đồng xu nhưng khi cho nước vào lại trông thấy đồng xu vì:

A. có sự khúc xạ ánh sáng.

B. có sự phản xạ toàn phần.

C. có sự phản xạ ánh sáng.

D. có sự truyền thẳng ánh sáng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Do hiện tượng khúc xạ ánh sáng nên khi đổ nước vào, ảnh của vật được dịch lên một đoạn ⇒ mắt nhìn thấy được đồng xu.

Câu 2. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng tới khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường:

A. Bị hắt trở lại môi trường cũ.

B. Bị hấp thụ hoàn toàn và không truyền đi vào môi trường trong suốt thứ hai.

C. Tiếp tục đi thẳng vào môi trường trong suốt thứ hai.

D. Bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường và đi vào môi trường trong suốt thứ hai.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Hiện tượng khúc xạ là 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.

Câu 3: Tra bảng chiết suất của một số môi trường, cho biết chiết suất của nước đá là bao nhiêu? 

A. 1,309.

B. 1,333.

C. 1,520.

D. 2,419.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Tra bảng chiết suất của một số môi trường, cho biết chiết suất của nước đá là 1,309.

Câu 4: Tính tốc độ của ánh sáng trong kim cương. Biết kim cương có chiết suất n = 2,4 và tốc độ ánh sáng trong chân không là c = 3.10⁸ m/s.

Hướng dẫn giải

Theo lí thuyết về ánh sáng, chiết suất n của một môi trường trong suốt được xác định bởi công thức:

$n=\frac{c}{v}\iff 2,4=\frac{{3.10}^8}{v}\Rightarrow v=\frac{{3.10}^8}{2,4}=125000000m/s$

Câu 5. Chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ và môi trường tới

A. luôn luôn lớn hơn 1.                                                

B. luôn luôn nhỏ hơn 1.

C. tuỳ thuộc tốc độ của ánh sáng trong hai môi trường.          

D. tuỳ thuộc góc tới của tia sáng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Chiết suất tuyệt đối của một môi trường truyền sáng luôn luôn lớn hơn 1.

3. Bài tập tự luyện

Câu 1. Khi nhìn một hòn sỏi trong chậu nước, ta thấy hòn sỏi như được “nâng lên”. Hiện tượng này liên quan đến

A. sự truyền thẳng của ánh sáng.

B. sự khúc xạ của ánh sáng.

C. sự phản xạ của ánh sáng.

D. khả năng quan sát của mắt người.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Khi nhìn một hòn sỏi trong chậu nước, ta thấy hòn sỏi như được “nâng lên” là do hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Câu 2: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng khúc xạ ánh sáng?

A. Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, tia sáng bị lệch khỏi phương truyền ban đầu tại mặt phân cách giữa hai môi trường. 

B. Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, tia sáng bị giảm cường độ tại mặt phân cách giữa hai môi trường.

C. Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, tia sáng bị hắt lại môi trường cũ tại mặt phân cách giữa hai môi trường. 

D. Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, tia sáng bị thay đổi màu sắc tại mặt phân cách giữa hai môi trường. 

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, tia sáng có thể bị khúc xạ (bị lệch khỏi phương truyền ban đầu) tại mặt phân cách giữa hai môi trường.

Câu 3: Hoàn thành câu phát biểu sau: “Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, tia sáng bị …… tại mặt phân cách giữa hai môi trường”

A. khúc xạ.

B. uốn cong.

C. dừng lại.

D. quay trở lại.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, tia sáng có thể bị khúc xạ (bị lệch khỏi phương truyền ban đầu) tại mặt phân cách giữa hai môi trường.

Câu 4: Chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1 được xác định bằng: 

A. $n_{21}=\frac{v_1}{v_2}=\frac{n_1}{n_2}$.

B. $n_{21}=\frac{v_1}{v_2}=\frac{n_2}{n_1}$. 

C. $n_{21}=\frac{v_1}{v_2}=n_1{n}_2$.

D. $n_{21}=\frac{v_1}{v_2}=\frac{\sin n_1}{\sin n_2}$.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1 bằng tỉ số giữa các tốc độ truyền ánh sáng v₁ và v₂ trong môi trường 1 và môi trường 2.

Câu 5: Chiết suất n của một môi trường trong suốt được xác định bằng công thức nào?

A. $n=\frac{c}{v}$.

B. n = c.v.

C. n = c + v.

D. n = c – v.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Theo lí thuyết về ánh sáng, chiết suất n của một môi trường trong suốt được xác định bằng tỉ số giữa tốc độ của ánh sáng trong chân không (hoặc không khí) với tốc độ ánh sáng trong môi trường đó.  $n=\frac{c}{v}$

Câu 6: Kim cương và thuỷ tinh có chiết suất lần lượt là n₁ và n₂. Chiết suất tỉ đối giữa thuỷ tinh và kim cương là

A. $n_{21}=\frac{n_1}{n_2}$.

B. $n_{21}=\frac{n_2}{n_1}$.

C. $n_{21}=n_1-n_2$.

D. $n_{21}=n_1+n_2$.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1 bằng tỉ số giữa các tốc độ truyền ánh sáng v₁ và v₂ trong môi trường 1 và môi trường 2.

Câu 7: Quan sát chiếc đũa khi nhúng vào nước. Hãy chọn câu phát biểu đúng?

A. Ta thấy chiếc đũa dường như dài hơn do hiện tượng ánh sáng bị tán xạ.

B. Ta thấy chiếc đũa sáng hơn do phản xạ ánh sáng.

C. Phần đũa ngập trong nước nhỏ hơn phần đũa trên mặt nước do ánh sáng bị nước hấp thụ.

D. Ta thấy chiếc đũa bị gẫy khúc tại mặt phân cách hai môi trường do hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, tia sáng có thể bị khúc xạ (bị lệch khỏi phương truyền ban đầu) tại mặt phân cách giữa hai môi trường.

Câu 8. Biết tốc độ ánh sáng truyền trong thuỷ tinh là 2.10⁵ km/s và tốc độ ánh sáng truyền trong chân không là c = 3.10⁸ m/s. Xác định chiết suất tuyệt đối của thuỷ tinh.

Hướng dẫn giải

Chiết suất tuyệt đối của thủy tinh là: $n=\frac{c}{v}=\frac{{3.10}^8}{{2.10}^8}=1,5.$

Câu 9. Biết chiết suất tuyệt đối của nước là $\frac{4}{3}$, và tốc độ ánh sáng khi ở trong chân không là  c = 3.10⁸ m/s. Xác định tốc độ ánh sáng truyền trong nước.

Hướng dẫn giải

Tốc độ ánh sáng truyền trong nước là: $v=\frac{c}{n}=\frac{{3.10}^8}{\frac{4}{3}}=2,{25.10}^{\text{8}}\text{m/s}.$

Câu 10.

a) Biết thủy tinh có chiết suất n = 1,6 và tốc độ ánh sáng trong chân không là c = 3.10⁸ m/s. Tính tốc độ của ánh sáng truyền trong thủy tinh.

b) Chiết suất của nước và của thủy tinh đối với một ánh sáng đơn sắc có giá trị lần lượt là 1,333 và 1,532. Tính chiết suất tỉ đối của nước đối với thủy tinh.

Hướng dẫn giải

a) Tốc độ ánh sáng truyền trong thủy tinh là: $n=\frac{c}{v}\Rightarrow v=\frac{c}{n}=\frac{{3.10}^8}{1,6}=1,{875.10}^8\text{ m/s.}$

b) $n_{nuoc\_thuytinh}=\frac{n_{nuoc}}{n_{thuytinh}}=\frac{1,333}{1,532}\approx 0,87$

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

• Vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng
• Hiện tượng phản xạ toàn phần và ứng dụng
• 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

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

---