Giải SBT KHTN 9 KNTT Bài 6. Phản xạ toàn phần

Đáp án đúng là: C

Khi ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất n, tới môi trường có chiết suất n₂ thì điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần tại mặt phân cách giữa hai môi trường này là n₁ > n₂ và góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới hạn: i$\ge$i_th.

1 – b; 2 – e; 3 – d; 4 – c.

Đáp án đúng là: C

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: n₁sini = n₂sinr

$\Rightarrow \frac{n_2}{n_1}=\frac{\sin i}{\sin r}=\frac{\sin 60°}{\sin 30°}=\frac{{\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}}}{{\displaystyle \frac{1}{2}}}=\sqrt{3}$

Góc tới hạn khi ánh sáng truyền từ chất lỏng ra không khí là:

$\sin i_{th}=\frac{n_1}{n_2}=\frac{1}{\sqrt{3}}\Rightarrow i_{th}\approx 35,26°$

Đáp án đúng là: B

Phản xạ toàn phần có thể xảy ra khi ánh sáng truyền trong cặp từ (1) tới (2).

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta có:

Môi trường (1): nsini = n₁sinr₁

Môi trường (2): nsini = n₂sinr₂

→ n₁sinr₁ = n₂sinr₂

Nhìn vào hình vẽ thấy r₁ < r₂ nên sinr₁ < sinr₂ do đó n₁ > n₂.

Phản xạ toàn phần đều xảy ra khi ánh sáng truyền trong môi trường (1) và (2) nên phản xạ toàn phần có thể xảy ra khi ánh sáng truyền trong cặp từ (1) tới (2).

Tương tự: Phản xạ toàn phần có thể xảy ra khi ánh sáng truyền trong cặp từ (2) tới (3) hoặc từ (1) tới (3).

Đáp án đúng là: A

Trong bài toán này, chúng ta có 3 môi trường: không khí (giả sử chiết suất gần bằng 1), môi trường 1 (chiết suất n₁) và môi trường 2 (chiết suất n₂ với n₂ > n₁). Có 3 cặp môi trường có thể tạo ra:

- Không khí - môi trường 1: Ánh sáng truyền từ không khí (chiết suất nhỏ hơn) sang môi trường 1 (chiết suất lớn hơn). Trong trường hợp này, sẽ không có góc tới hạn. Bởi vì ánh sáng luôn bị khúc xạ khi truyền từ môi trường chiết suất nhỏ sang môi trường chiết suất lớn.

- Không khí - môi trường 2: Tương tự như trường hợp 1, sẽ không có góc tới hạn.

- Môi trường 1 - môi trường 2: Ánh sáng truyền từ môi trường 1 (chiết suất nhỏ hơn) sang môi trường 2 (chiết suất lớn hơn). Trong trường hợp này, sẽ có góc tới hạn.

Công thức tính góc tới hạn: $\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}$.

Vậy biểu thức $\frac{n_2}{n_1}$ không thể là sin của góc tới hạn i_th đối với cặp môi trường tương ứng.

Đáp án đúng là: C

a) n₁sini = n₂sin30⁰ = n₃sin45⁰

$\Rightarrow \frac{n_2}{n_3}=\frac{\sin 45°}{\sin 30°}=\frac{{\displaystyle \frac{\sqrt{2}}{2}}}{{\displaystyle \frac{1}{2}}}=\sqrt{2}>1$.

Vì n₂ > n₃ và  nên v₃ > v₂, tốc độ ánh sáng truyền trong môi trường (3) lớn hơn môi trường (2).

b) $\sin i_{th}=\frac{\sin 30°}{\sin 45°}=\frac{\sqrt{2}}{2}\Rightarrow i_{th}=45°.$

a) Ta có: $\sin r=\frac{\sin \alpha }{n_1}=\frac{\sin 29°}{1,5}=\frac{0,48}{1,5}=0,32\Rightarrow r=18,66°\Rightarrow i=71,34°.$

b) $\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{1,41}{1,5}\Rightarrow i_{th}\approx 70,05°$

a)

Theo hình trên ta có:

$$\begin{gathered} \tan \alpha =\frac{OA}{R}=\frac{8,7}{5}\approx 1,73\Rightarrow \alpha \approx 60° \\ \Rightarrow i=90°-\alpha =30° \\ \sin r=n\sin i=\frac{4}{3}\sin 30°=\frac{4}{3}.0,5=\frac{2}{3}\Rightarrow r=41,8° \end{gathered}$$

Vậy tanr = $\tan 41,8°\approx 0,89$

Lại có: $\tan r=\frac{OB}{OA\text{'}}\Rightarrow OA\text{'}=\frac{OB}{\tan 41,8°}=\frac{0,05}{\tan 41,8°}=\frac{0,05}{0,89}\approx 0,056m.$

b)

Theo hình trên ta có, nếu cho chiều dài OA giảm dần thì góc tới i sẽ tăng dần. Khi $i\ge i_{th}$ thì tia sáng sẽ phản xạ toàn phần, không có tia khúc xạ ló ra không khí. Khi đó, mắt không còn nhìn thấy đầu A của đinh nữa:

$\sin i_{th}=\frac{1}{n}=\frac{3}{4}\Rightarrow i_{th}\approx 48,6°$

Từ Hình 6.3G, ta xác định được:

$OA=\frac{OB}{\tan \left(OAB\right)}=\frac{OB}{\tan i_{th}}=\frac{OB}{\tan 48,6°}=\frac{5}{1,13}\approx 4,4cm.$