Bài viết này cung cấp lời giải chi tiết cho các hoạt động và câu hỏi trong sách giáo khoa Khoa học Tự nhiên 9 trang 31, thuộc Bài 6: Phản xạ toàn phần (Kết nối tri thức). Nội dung được trình bày ngắn gọn, dễ hiểu, giúp học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức về hiện tượng phản xạ toàn phần và áp dụng vào giải bài tập.
Hoạt động trang 31 KHTN 9
1. Tính góc tới hạn phản xạ toàn phần trong trường hợp tia sáng chiếu từ bản bán trụ thủy tinh (chiết suất n₁ = 1,5) ra không khí (chiết suất n₂ = 1).
Giải:
Áp dụng công thức tính góc tới hạn:
sin ith = n₂/n₁ = 1/1,5 = 2/3
=> ith ≈ 41°48′
2. Sử dụng dụng cụ thí nghiệm ở Hình 6.1 xác định giá trị ith, so sánh kết quả với câu 1 và rút ra nhận xét.
Giải:
Thực hiện thí nghiệm theo Hình 6.1, ta đo được góc tới hạn ith ≈ 42°. Giá trị này gần đúng với kết quả tính toán ở câu 1.
Nhận xét: Khi góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn, toàn bộ tia sáng tới sẽ bị phản xạ trở lại môi trường tới tại bề mặt phân cách giữa hai môi trường. Đây chính là hiện tượng phản xạ toàn phần.
Câu hỏi trang 31 KHTN 9
Chiếu một tia sáng từ nước tới mặt phân cách giữa nước và không khí. Biết chiết suất của nước và không khí lần lượt là n₁ = 4/3, n₂ = 1.
a) Tính góc khúc xạ trong trường hợp góc tới bằng 30°.
Giải:
Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:
sin i/sin r = n₂/n₁
=> sin r = (sin i . n₁)/n₂ = (sin 30° . 4/3)/1 = 2/3
=> r ≈ 41°48′
b) Khi góc tới bằng 60° thì có tia khúc xạ không? Tại sao?
Giải:
Tính góc tới hạn:
sin ith = n₂/n₁ = 1/(4/3) = 3/4
=> ith ≈ 48,6°
Khi góc tới bằng 60° (lớn hơn góc tới hạn 48,6°), sẽ không có tia khúc xạ. Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra, toàn bộ tia sáng bị phản xạ trở lại môi trường nước.
Kết luận
Bài viết đã trình bày lời giải chi tiết cho các hoạt động và câu hỏi KHTN 9 trang 31, giúp học sinh hiểu rõ về hiện tượng phản xạ toàn phần, cách tính góc tới hạn và áp dụng vào giải bài tập. Việc nắm vững kiến thức này sẽ là nền tảng quan trọng để học sinh tiếp tục tìm hiểu các bài học tiếp theo về quang học.
