Chiếu một chùm tia sáng hẹp song song, đơn sắc từ môi trường trong suốt có chiết suất n ra không khí, dưới góc tới 300 thì tia khúc xạ lệch so với phương tia tới một góc 150.
Vẽ đường truyền của tia sáng. Tính chiết suất n của môi trường.
Để không có tia khúc xạ ra không khí thì góc tới phải tăng thêm ít nhất bao nhiêu độ?
Giải chi tiết:
+ Vẽ hình:
Vì góc khúc xạ lệch so với góc tới 150 nên ta có góc khúc xạ bằng:
\(r = i + {15^0} = 30 + 15 = {45^0}\)
Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có:
\(\frac{{\sin i}}{{\sin r}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} \Leftrightarrow \frac{{\sin {{30}^0}}}{{\sin {{45}^0}}} = \frac{1}{n} \Rightarrow n = \frac{{\sin {{45}^0}}}{{\sin {{30}^0}}} = \sqrt 2 \)
+ Vì ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang hơn nên có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần khi góc tới lớn hơn hoặc bằng giá trị góc tới giới hạn.
Góc tới giới hạn được xác định bởi:
\(\sin {i_{gh}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \frac{1}{{\sqrt 2 }} \Rightarrow {i_{gh}} = {45^0}\)
Vậy góc tới \(i \ge {i_{gh}} \Leftrightarrow i \ge {45^0}\) thì không còn tia khúc xạ.
Vậy góc tới nhỏ nhất là 450 để không còn tia khúc xạ. Khi đó, ta cần tăng góc tới thêm:
\(\Delta i = {45^0}-{30^0} = {15^0}\)