Tìm góc tới i lớn nhất để tia khúc xạ vào trong khối còn gặp mặt đáy của khối

Giải Vật Lí 11 Bài 26: Khúc xạ ánh sáng

Video Giải Bài 9 trang 167 SGK Vật Lí 11

Bài 9 trang 167 SGK Vật Lí 11: Một tia sáng được chiếu đến điểm giữa của mặt trên một khối lập phương trong suốt, chiết suất n = 1,5 (hình 26.9). Tìm góc tới i lớn nhất để tia khúc xạ vào trong khối còn gặp mặt đáy của khối.

Lời giải:

Ta có hình vẽ khi tia sáng được chiếu đến điểm giữa của mặt trên một khối lập phương trong suốt:

Áp dụng định luật khúc xạ:

$\frac{\sin i}{\sin r}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{1,5}{1}=1,5$

=> sin i = 1,5.sinr (1)

Xét ΔIOA ta có:

$$\begin{gathered} \sin r=\frac{OA}{IA}=\frac{OA}{\sqrt{I{O}^2+O{A}^2}} \\ \Rightarrow \sin r=\frac{1}{\sqrt{\frac{a^2}{O{A}^2}+1}} \end{gathered}$$

Để tia sáng còn gặp mặt đáy thì

$$\begin{gathered} OA\le \frac{a\sqrt{2}}{2}\Rightarrow O{A}^2\le \frac{a^2}{2} \\ \Rightarrow 2\le \frac{a^2}{O{A}^2} \\ \Rightarrow 3\le \frac{a^2}{O{A}^2}+1 \\ \Rightarrow \sqrt{3}\le \sqrt{\frac{a^2}{O{A}^2}+1} \end{gathered}$$

Từ (1) ta có: 

$$\begin{gathered} \Rightarrow \sin i=\frac{1,5}{\sqrt{\frac{a^2}{O{A}^2}+1}} \\ \iff \sqrt{\frac{a^2}{O{A}^2}+1}=\frac{1,5}{\sin i}\ge \sqrt{3} \\ \Rightarrow \sin i\le \frac{1,5}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{2}\Rightarrow i\le {60}^0 \end{gathered}$$

Vậy i_max = 60⁰ là góc tới lớn nhất để tia khúc xạ còn gặp mặt đáy của hình lập phương

Đáp án: i_max = 60⁰

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

C1 trang 164 Vật Lí lớp 11: Viết công thức của định luật khúc xạ với các góc nhỏ...

C2 trang 164 Vật Lí lớp 11: Áp dụng định luật khúc xạ cho trường hợp i = 0^o. Kết luận...

C3 trang 164 Vật Lí lớp 11: Hãy áp dụng công thức của định luật khúc xạ cho sự khúc xạ liên tiếp...

Bài 1 trang 166 Vật Lí lớp 11: Thế nào là hiện tượng khúc xạ ánh sáng...

Bài 2 trang 166 Vật Lí lớp 11: Chiết suất tỉ đối n21 của môi trường (2) đối với môi trường (1) là gì...

Bài 3 trang 166 Vật Lí lớp 11: Viết hệ thức liên hệ giữa chiết suất tỉ đối và chiết suất tuyệt đối...

Bài 4 trang 166 Vật Lí lớp 11: Thế nào là tính thuận nghịch của sự truyền ánh sáng...

Bài 5 trang 166 Vật Lí lớp 11: Một tia sáng truyền đến mặt thoáng của nước...

Bài 6 trang 166 Vật Lí lớp 11: Góc tới của tia sáng là bao nhiêu...

Bài 7 trang 167 Vật Lí lớp 11: Có ba môi trường trong suốt...

Bài 8 trang 167 Vật Lí lớp 11: Tính chiều sâu của nước trong bình...

Lý thuyết Khúc xạ ánh sáng

Trắc nghiệm Khúc xạ ánh sáng có đáp án