Giải Câu hỏi trang 27 SGK Khoa học tự nhiên 9

Lời giải

Nhắc lại ba dấu hiệu nhận biết (SGK Vật lí lớp 9):

- Tia tới và tia phản xạ đều nằm trong không khí (môi trường thứ nhất), ở hai bên pháp tuyến; góc phản xạ bằng góc tới nên chúng đối xứng nhau qua pháp tuyến.
- Tia tới và tia khúc xạ nằm ở hai môi trường khác nhau (một trong không khí, một trong nước) và ở hai bên pháp tuyến (tia khúc xạ là phần ánh sáng truyền tiếp xuống nước).
- Ánh sáng đi từ không khí sang nước ($n_{\text{nước}}>n_{\text{kk}}$) nên tia khúc xạ lệch lại gần pháp tuyến: góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới ($r<i$).

Vị trí ba tia trong hình 5.3:

- $S_1$: trong không khí, phía trên bên trái pháp tuyến.
- $S_2$: trong không khí, phía trên bên phải pháp tuyến.
- $S_3$: trong nước, phía dưới bên trái pháp tuyến.

a) Tia khúc xạ

Chỉ có $S_3$ nằm trong nước nên $S_3$ là tia khúc xạ. Ánh sáng truyền từ $I$ xuống nước, vậy mũi tên của $S_3$ hướng ra xa $I$, đi xuống phía dưới bên trái.

b) Tia tới

Tia tới và tia khúc xạ phải ở hai bên pháp tuyến. Tia khúc xạ $S_3$ nằm bên trái pháp tuyến, nên tia tới phải nằm bên phải pháp tuyến và trong không khí — đó là $S_2$. Vậy $S_2$ là tia tới, mũi tên hướng vào $I$ (từ trên bên phải truyền xuống mặt nước). Kiểm tra lại phù hợp: ánh sáng truyền tới theo hướng xuống – sang trái, khi vào nước vẫn tiếp tục xuống – sang trái nhưng dựng gần pháp tuyến hơn, đúng là $S_3$.

c) Tia phản xạ

Tia còn lại trong không khí là $S_1$ (phía trên bên trái). Nó đối xứng với tia tới $S_2$ qua pháp tuyến ($i'=i$) nên $S_1$ là tia phản xạ. Tia phản xạ rời khỏi mặt nước nên mũi tên hướng ra xa $I$, đi lên phía trên bên trái.

Kết luận – chiều mũi tên cần bổ sung:

| Tia | Vai trò | Chiều mũi tên |
|---|---|---|
| $S_2$ (trên, phải) | Tia tới | Hướng vào $I$ |
| $S_1$ (trên, trái) | Tia phản xạ | Hướng ra xa $I$ (lên trên trái) |
| $S_3$ (dưới, trái) | Tia khúc xạ | Hướng ra xa $I$ (xuống nước, bên trái) |

Đáp số