Công thức tính góc khúc xạ hay nhất - Vật lí lớp 11



Công thức tính góc khúc xạ hay nhất

Bài viết Công thức tính góc khúc xạ Vật Lí lớp 11 hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính góc khúc xạ.

1. Định nghĩa

- Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng lệch phương (gãy) của các tia sáng khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.

- Nguyên nhân của hiện tượng khúc xạ là sự thay đổi tốc độ truyền ánh sáng. Người ta thiết lập được hệ thức về chiết suất tuyệt đối n của một môi trường như sau:

Công thức tính góc khúc xạ hay nhất | Vật lí lớp 11 

Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt là chiết suất) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường đặc trưng cho độ giảm tốc hay mức độ gãy khúc của tia sáng khi truyển từ môi trường vật chất này sang một môi trường vật chất khác.

Ví dụ: hình ảnh chiếc bút chì bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa không khí và nước.

Công thức tính góc khúc xạ hay nhất | Vật lí lớp 11

Góc tới là góc tạo bởi tia tới và pháp tuyến, kí hiệu là i.

Góc khúc xạ là góc tạo bởi tia khúc xạ và pháp tuyến, kí hiệu là r.

- Định luật khúc xạ ánh sáng

+ Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới (tạo bởi tia tới và pháp tuyến) và ở phía bên kia pháp tuyến so với tia tới.

+ Với hai môi trường trong suốt nhất định, tỉ số giữa sin góc tới (sini) và sin góc khúc xạ (sinr) luôn luôn không đổi.

Công thức tính góc khúc xạ hay nhất | Vật lí lớp 11 

Trong đó:

+ góc i là góc tới

+ góc r là góc khúc xạ

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

+ n1 là chiết suất tuyệt đối của môi trường 1;

+ n2 là chiết suất tuyệt đối của môi trường 2.

Hình vẽ mô tả hiện tượng khúc xạ ánh sáng truyền từ không khí vào nước:

Công thức tính góc khúc xạ hay nhất | Vật lí lớp 11

Trong hình có:

SI là tia tới

I là điểm tới

IK là tia khúc xạ

PQ là mặt phân các giữa hai môi trường

NN’ là pháp tuyến

Góc i là góc tới

Góc r là góc khúc xạ

2. Công thức – đơn vị

Từ công thức định luật khúc xạ ánh sáng, ta suy ra công thức tính góc khúc xạ:

Công thức tính góc khúc xạ hay nhất | Vật lí lớp 11   

Trong đó:

+ góc i là góc tới

+ góc r là góc khúc xạ

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

+ n1 là chiết suất tuyệt đối của môi trường 1;

+ n2 là chiết suất tuyệt đối của môi trường 2.

Đơn vị của góc là độ (0) hoặc radian. 

Chú ý: i và r phải có cùng đơn vị đo.

Cách đổi từ độ sang radian (rad): 1800 = π rad; 10 = Công thức tính góc khúc xạ hay nhất | Vật lí lớp 11 rad; 1rad = 57017’

3. Mở rộng

+ Nếu n21 > 1 thì r < i: Tia khúc xạ lệch gần pháp tuyến hơn. 

+ Nếu n21 < 1 thì r > i: Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn. 

Nếu môi trường tới là không khí có chiết suất bằng 1 và môi trường khúc xạ có chiết suất n thì sinr = Công thức tính góc khúc xạ hay nhất | Vật lí lớp 11 sini

Nếu môi trường tới có chiết suất n và môi trường khúc xạ là không khí có chiết suất bằng 1 thì: sinr = nsini.

4. Bài tập ví dụ

Bài 1: Chiếu một tia sáng từ không khí có chiết suất bằng 1 vào nước với góc tới 300. Tính góc khúc xạ, biết chiết suất của nước là 1,33.

Bài giải:

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng

Công thức tính góc khúc xạ hay nhất | Vật lí lớp 11 

Đáp án : r = 220

Bài 2: Một tia sáng đi từ nước (có chiết suất n1 = 1,33) sang thủy tinh (có chiết suất n2 = 1,5) với góc tới 600. Tính góc khúc xạ.

Bài giải:  

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng

Công thức tính góc khúc xạ hay nhất | Vật lí lớp 11

Đáp án : r = 5009’

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 11 quan trọng hay khác:

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, GÓI THI ONLINE DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 12

Bộ giáo án, đề thi, bài giảng powerpoint, khóa học dành cho các thầy cô và học sinh lớp 12, đẩy đủ các bộ sách cánh diều, kết nối tri thức, chân trời sáng tạo tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official




Đề thi, giáo án các lớp các môn học
Tài liệu giáo viên