Công thức tính chiết suất tỉ đối hay, chi tiết - Vật lý lớp 11

Công thức tính chiết suất tỉ đối - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

- Tỉ số $\frac{\text{sini}}{\text{sinr}}$ gọi là chiết suất tỉ đối n₂₁ của môi trường 2 (chứa tia khúc xạ) đối với môi trường 1 (chứa tia tới).

- Trong lý thuyết về ánh sáng, chiết suất tỉ đối này bằng tỉ số giữa các tốc độ v₁ và v₂ của ánh sáng khi đi từ trong môi trường 1 và trong môi trường 2.

2. Công thức – đơn vị

Công thức chiết suất tỉ đối : n₂₁ = $\frac{\text{sini}}{\text{sinr}}$

Trong đó:

+ n₂₁ là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1;

+ i là góc tới, là góc giữa tia tới (tia sáng đi trong môi trường 1) với pháp tuyến;

+ r là góc khúc xạ, là góc giữa tia khúc xạ (tia sáng đi trong môi trường 2) với pháp tuyến.

- Ngoài ra, chiết suất tỉ đối của hai môi trường còn được tính bằng tỉ số của tốc độ v₁ và v₂ của ánh sáng khi đi từ trong môi trường 1 và trong môi trường 2.

${\mathrm{n}}_{21}=\frac{v_1}{v_2}$

Trong đó:

+ n₂₁ là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1;

+ v₁ là tốc độ của ánh sáng khi đi trong môi trường 1, có đơn vị m/s;

+ v₂ là tốc độ của ánh sáng khi đi trong môi trường 2, có đơn vị m/s.

3. Mở rộng

- Nếu n₂₁ > 1 thì r < i : Tia khúc xạ bị lệch lại gần pháp tuyến hơn. Ta nói, môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1.

- Nếu n₂₁ < 1 thì r > i : Tia khúc xạ bị lệch xa pháp tuyến hơn. Ta nói, môi trường 2 chiết quang kém môi trường 1.

- Chiết suất tỉ đối của môi trường 1 so với môi trường 2 bằng nghịch đảo chiết suất tỉ đối của môi trường 2 so với môi trường 1: ${\mathrm{n}}_{12}=\frac{1}{n_{21}}$.

Trong đó:

+ n₂₁ là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối với môi trường 1;

+ n₁₂ là chiết suất tỉ đối của môi trường 1 với môi trường 2;

Ngoài ra, chiết suất tỉ đối còn được xác định bằng tỉ số chiết suất tuyệt đối giữa môi trường 1 và môi trường 2: ${\mathrm{n}}_{21}=\frac{n_2}{n_1}$

4. Bài tập ví dụ

Bài 1: Tốc độ truyền ánh sáng trong nước là 225000 km/h và tốc độ truyền ánh sáng trong thủy tinh là 200000 km/h. Tính chiết suất tỉ đối của thủy tinh đối với nước?

Bài giải:

Chiết suất tỉ đối của thủy tinh đối với nước là:

 ${\mathrm{n}}_{21}=\frac{v_1}{v_2}=\frac{225000}{200000}=1,125$

Bài 2: Ánh sáng truyền từ thủy tinh ra không khí với góc tới 30⁰ thì đo được góc khúc xạ là 48⁰. Tính chiết suất tỉ đối của không khí đối với thủy tinh?

Bài giải:

Chiết suất tỉ đối của không khí đối với thủy tinh là:

 n₂₁ = $\frac{\text{sini}}{\text{sinr}}=\frac{\sin {30}^0}{\sin {48}^0}=\mathrm{0,673}$

Đáp án: 0,673

Xem thêm tổng hợp công thức môn Vật lý lớp 11 đầy đủ và chi tiết khác:

Công thức tính bản mặt song song

Công thức định luật khúc xạ ánh sáng

Công thức tính góc khúc xạ

Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần

Công thức tính góc lệch