a) Một tia sáng truyền từ không khí vào nước, chiết suất của nước là \({\rm{n = }}\frac{{\rm{4}}}{{\rm{3}}}{\rm{,}}\) một phần phản xạ và một phần khúc xạ vuông góc với nhau. Xác định giá trị của góc tới.

b) Chiếu tia sáng đơn sắc từ một khối chất lỏng ra không khí với góc tới 40° thì góc khúc xạ là 60°. Tính chiết suất của chất lỏng.

c) Biết chiết suất của nước là \[\frac{4}{3}\]. Xác định góc tới hạn khi ánh sáng truyền từ nước sang không khí.

d) Xác định góc tới hạn khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí. Biết chiết suất của thủy tinh là 1,5.

Đáp án:

a)……………………………………………………………………………………….

b)……………………………………………………………………………………….

c)……………………………………………………………………………………….

d)……………………………………………………………………………………….

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là:

^{a) 53,1o}

b) 1,35

c) 48,6^o

d) 41,8 ^o

Giải thích:

a)

Ta có \[\left\{ \begin{array}{l}{\rm{sini = nsinr}} \Leftrightarrow {\rm{n = }}\frac{{{\rm{sini}}}}{{{\rm{sin}}\,{\rm{r}}}}\\\,{\rm{i' + r}} = 90^\circ \Rightarrow {\rm{r}} = 90^\circ - {\rm{i'}}\\{\rm{i' = i}} \Rightarrow {\rm{r = 90^\circ - i}}\\{\rm{sin}}\,{\rm{r = sin}}\left( {{\rm{90^\circ - i}}} \right){\rm{ = cos}}\,{\rm{i}}\end{array} \right.\]

\[ \Rightarrow {\rm{n = }}\frac{{{\rm{sini}}}}{{{\rm{cos}}\,{\rm{i}}}}{\rm{ = tani}} \Rightarrow {\rm{i}} = \arctan \,\frac{4}{3} = 53,1^\circ \]

b) Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

\({{\rm{n}}_{\rm{1}}}{\rm{sini = }}{{\rm{n}}_{\rm{2}}}{\rm{sinr}} \Rightarrow {{\rm{n}}_1} = \frac{{{{\rm{n}}_2}{\rm{sinr}}}}{{{\rm{sini}}}} = \frac{{1.\sin 60^\circ }}{{\sin 40^\circ }} \approx 1,35\)

c) Góc tới hạn là:

\(\sin {i_{th}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \frac{1}{{\frac{4}{3}}} \Rightarrow {i_{th}} \approx 48,{6^0}.\)

d) Góc tới hạn là:

\(\sin {i_{th}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \frac{1}{{1,5}} \Rightarrow {i_{th}} \approx 41,{8^0}.\)