Một tia sáng đi từ khối chất trong suốt ra ngoài không khí với góc tới là 30° thì góc khúc xạ là 45°. Khi tia sáng đi từ không khí vào khối chất trong suốt đó với góc tới là 45° thì góc khúc xạ bằng bao nhiêu?
Quảng cáo
2 câu trả lời 713
Để giải bài toán này, ta sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng (định luật Snell):
\[
n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)
\]
Trong đó:
- \(n_1\) là chỉ số khúc xạ của môi trường 1 (không khí, \(n_1 \approx 1\)).
- \(n_2\) là chỉ số khúc xạ của môi trường 2 (khối chất trong suốt).
- \(\theta_1\) là góc tới.
- \(\theta_2\) là góc khúc xạ.
### Bước 1: Tính chỉ số khúc xạ \(n_2\)
Khi tia sáng đi từ khối chất trong suốt ra ngoài không khí:
- \(\theta_1 = 30^\circ\)
- \(\theta_2 = 45^\circ\)
Áp dụng định luật Snell:
\[
1 \cdot \sin(30^\circ) = n_2 \cdot \sin(45^\circ)
\]
Tính giá trị:
\[
\sin(30^\circ) = \frac{1}{2}, \quad \sin(45^\circ) = \frac{\sqrt{2}}{2}
\]
Thay vào phương trình:
\[
\frac{1}{2} = n_2 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}
\]
Giải phương trình để tìm \(n_2\):
\[
n_2 = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}
\]
### Bước 2: Tính góc khúc xạ khi tia sáng đi từ không khí vào khối chất
Khi tia sáng đi từ không khí vào khối chất trong suốt:
- \(\theta_1 = 45^\circ\)
- \(\theta_2\) là góc khúc xạ cần tìm.
Áp dụng lại định luật Snell:
\[
1 \cdot \sin(45^\circ) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)
\]
Thay giá trị của \(n_2\):
\[
\sin(45^\circ) = \frac{\sqrt{2}}{2} \Rightarrow \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \sin(\theta_2)
\]
Rút gọn:
\[
1 = \sin(\theta_2)
\]
Suy ra:
\[
\theta_2 = 90^\circ
\]
### Kết luận:
Góc khúc xạ khi tia sáng đi từ không khí vào khối chất trong suốt là \(90^\circ\).
Để giải bài toán này, ta sẽ sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng (định luật Snell).
Định luật Snell phát biểu rằng:
\[
n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)
\]
Trong đó:
- \( n_1 \) là chỉ số khúc xạ của môi trường 1 (trong trường hợp này là không khí, \( n_1 \approx 1 \)).
- \( \theta_1 \) là góc tới.
- \( n_2 \) là chỉ số khúc xạ của môi trường 2 (khối chất trong suốt).
- \( \theta_2 \) là góc khúc xạ.
### Bước 1: Tính chỉ số khúc xạ của khối chất trong suốt
Khi tia sáng đi từ khối chất trong suốt ra ngoài không khí với:
- Góc tới (\( \theta_1 \)) = 30°
- Góc khúc xạ (\( \theta_2 \)) = 45°
Áp dụng định luật Snell:
\[
n_{\text{chất}} \cdot \sin(30°) = n_{\text{không khí}} \cdot \sin(45°)
\]
Thay các giá trị vào:
\[
n_{\text{chất}} \cdot \frac{1}{2} = 1 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}
\]
\[
n_{\text{chất}} = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot 2 = \sqrt{2}
\]
### Bước 2: Tính góc khúc xạ khi tia sáng đi từ không khí vào khối chất
Khi tia sáng đi từ không khí vào khối chất với:
- Góc tới (\( \theta_1 \)) = 45°
- Góc khúc xạ (\( \theta_2 \)) cần tìm
Áp dụng định luật Snell:
\[
n_{\text{không khí}} \cdot \sin(45°) = n_{\text{chất}} \cdot \sin(\theta_2)
\]
\[
1 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \sqrt{2} \cdot \sin(\theta_2)
\]
\[
\sin(\theta_2) = \frac{\frac{\sqrt{2}}{2}}{\sqrt{2}} = \frac{1}{2}
\]
### Bước 3: Tính góc khúc xạ
Từ \(\sin(\theta_2) = \frac{1}{2}\), ta có:
\[
\theta_2 = 30°
\]
### Kết luận
Góc khúc xạ khi tia sáng đi từ không khí vào khối chất trong suốt đó với góc tới là 45° là **30°**.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
94192 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
75819 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
51384 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
33655 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
29241

