Bài 3 trang 222 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Đề bài

 Một khối thuỷ tinh P có chiết suất n = 1,5, tiết diện thẳng là một tam giác cân ABC vuông góc tại B. Chiếu vuông góc tới mặt AB một chùm sáng song song SI

        a) Khối thuỷ tinh P ở trong không khí. Tính góc D làm bởi tia ló và tia tới.

        b) Tính lại góc D nếu khối P ở trong nước có chiết suất n’ =  1,33.

Lời giải chi tiết

a)

Tia tới \(SI \bot AB\), góc tới i = 0 nên góc khúc xạ bằng 0, do đó tia SI truyền thẳng đến gặp mặt AC giữa thuỷ tinh và không khí, lúc này ta có trường hợp tia sáng đi từ thuỷ tinh ra không khí.

Góc giới hạn i_gh được tính theo công thức:

\(\sin {i_{gh}} = {{{n_2}} \over {{n_1}}} = {{{n_{kkhi}}} \over {{n_{ttinh}}}} = {1 \over {1,5}} \Rightarrow {i_{gh}} = 41,{8^0}\)

Ta có góc tới i = 45° > igh nên có hiện tượng phản xạ toàn phần tại mặt AC.

Vậy góc lệch D giữa tia ló KR và tia tới SI là 90°.

b)

Nếu khối thuỷ tinh ở trong nước thì:

\(\sin {i_{gh}} = {{{n_2}} \over {{n_1}}} = {{{n_{nuoc}}} \over {{n_{ttinh}}}} = {{1,33} \over {1,5}} \Rightarrow {i_{gh}} = 62,{5^0}\)

Lúc này góc tới i = 45° < igh, ta có hiện tượng khúc xạ ánh sáng:

\({{\sin i} \over {{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{in}}\,{\rm{r}}}} = {{{n_2}} \over {{n_1}}}\)

\( \Rightarrow \sin \,r = {{{n_1}} \over {{n_2}}}\sin i = {{1,5} \over {1,33}}\sin {45^0}\)

\( \Rightarrow r = {53^0}\)

Góc lệch D giữa tia ló và tia tới là.

D = 53° - 45° = 8°.