Tia sáng: khúc xạ, phản xạ toàn phần và lăng kính

Ba bài Khúc xạ ánh sáng, Phản xạ toàn phần và Lăng kính trong chủ đề "Ánh sáng" (Khoa học tự nhiên 9) được gộp trong một mô phỏng ba màn hình xoay quanh định luật n₁·sin i = n₂·sin r. Học sinh tự kéo tia laser, đo góc bằng thước đo góc ảo thay vì chỉ nhìn hình vẽ tĩnh. Ở màn Tia tới, học sinh chọn môi trường phía trên và phía dưới mặt phân cách (không khí, nước, thuỷ tinh hoặc một môi trường "bí ẩn" chưa biết chiết suất), kéo laser để đổi góc tới và đọc góc khúc xạ cùng tỉ lệ ánh sáng bị phản xạ/truyền qua. Khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn ra môi trường kém hơn và vượt góc tới hạn, tia khúc xạ biến mất — đúng hiện tượng phản xạ toàn phần dùng trong cáp quang. Với môi trường bí ẩn, học sinh phải tự đo góc tới và góc khúc xạ rồi tính ngược chiết suất bằng định luật Snell, chỉ bấm nút kiểm tra sau khi đã dự đoán. Màn Lăng kính cho kéo một lăng kính (tam giác, bán nguyệt hoặc hình thang) và laser bắn ánh sáng trắng: vì chiết suất thuỷ tinh khác nhau theo bước sóng, sáu tia màu đại diện tách rời sau khi ra khỏi lăng kính, có lúc phản xạ toàn phần nhiều lần bên trong trước khi ló ra. Màn Công cụ thêm đầu dò cường độ sáng kéo được tới từng tia để đọc phần trăm năng lượng, và chế độ xem dạng sóng cho thấy bước sóng ánh sáng co lại khi đi vào môi trường chiết quang hơn. Câu hỏi gợi ý: – Ánh sáng đi từ không khí vào nước với góc tới 45° thì góc khúc xạ khoảng bao nhiêu? – Vì sao ánh sáng chỉ có thể phản xạ toàn phần khi đi từ môi trường chiết quang hơn ra môi trường kém chiết quang hơn, không xảy ra chiều ngược lại? – Vì sao lăng kính tách được ánh sáng trắng thành nhiều màu trong khi một tấm kính phẳng thì không?