Chào các em học sinh yêu quý!

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, một phần rất thú vị trong chương trình Vật lý lớp 9 của chúng ta. Các em hãy chú ý theo dõi nhé!

Đề bài:

Chiếu 1 tia sáng từ thuỷ tinh ra không khí. Biết chiết suất của không khí và thuỷ tinh lần lượt là 1 và 1,53. Tính góc khúc xạ trong trường hợp góc tới bằng 30°.

Chúng ta hãy cùng phân tích đề bài và tìm lời giải nhé!

1. Tóm tắt các đại lượng đã biết và cần tìm:

• Chiết suất của môi trường 1 (thủy tinh): \(n_1 = 1,53\)
• Chiết suất của môi trường 2 (không khí): \(n_2 = 1\)
• Góc tới: \(i = 30^\circ\)
• Góc khúc xạ: \(r = ?\)

2. Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng (hay còn gọi là định luật Snell – Descartes). Định luật này cho chúng ta biết mối quan hệ giữa góc tới, góc khúc xạ và chiết suất của hai môi trường.

Công thức của định luật khúc xạ ánh sáng là:

\(n_1 \cdot \sin i = n_2 \cdot \sin r\)

Trong đó:

• \(n_1\) là chiết suất của môi trường chứa tia tới (ở đây là thủy tinh).
• \(n_2\) là chiết suất của môi trường chứa tia khúc xạ (ở đây là không khí).
• \(i\) là góc tới.
• \(r\) là góc khúc xạ.

3. Tiến hành giải bài toán:

Bây giờ chúng ta sẽ thay các giá trị đã biết vào công thức:

\(1,53 \cdot \sin 30^\circ = 1 \cdot \sin r\)

Chúng ta biết rằng: \(\sin 30^\circ = 0,5\)

Thay giá trị này vào phương trình:

\(1,53 \cdot 0,5 = 1 \cdot \sin r\)

Thực hiện phép nhân:

\(0,765 = \sin r\)

Để tìm góc khúc xạ \(r\), chúng ta sẽ lấy arcsin (hàm ngược của sin) của 0,765:

\(r = \arcsin(0,765)\)

Sử dụng máy tính bỏ túi, ta tính được:

\(r \approx 49,9^\circ\)

(Các em có thể làm tròn đến một chữ số thập phân)

4. Kết luận:

Vậy, góc khúc xạ khi tia sáng truyền từ thủy tinh ra không khí với góc tới bằng 30° là khoảng \(49,9^\circ\).

Nhận xét: Các em thấy góc khúc xạ (\(49,9^\circ\)) lớn hơn góc tới (\(30^\circ\)). Điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết, vì ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn (thủy tinh) sang môi trường chiết quang kém hơn (không khí) thì tia khúc xạ sẽ lệch ra xa pháp tuyến hơn so với tia tới.

Hy vọng các em đã hiểu rõ cách giải bài tập này. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại hỏi thầy nhé!