Một tia sáng đi từ thủy tinh(n=1,5) ra ngoài ko khí. a/ tính góc khúc xạ tương ứng với góc tới i =30 độ b/ tính góc tới để có tia khúc xạ nằm sát mặt phân cách

Giải bài toán khúc xạ ánh sáng
Đề bài:
Một tia sáng đi từ thủy tinh (n = 1,5) ra ngoài không khí.
a) Tính góc khúc xạ tương ứng với góc tới i = 30 độ
b) Tính góc tới để có tia khúc xạ nằm sát mặt phân cách

Giải:
a) Tính góc khúc xạ:

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:
n₁.sini = n₂.sinr
Trong đó:

n₁: chiết suất của môi trường 1 (thủy tinh) = 1.5
n₂: chiết suất của môi trường 2 (không khí) ≈ 1
i: góc tới = 30 độ
r: góc khúc xạ (cần tìm)
Tính toán:
1.5 * sin(30) = 1 * sin(r)
sin(r) ≈ 0.75
=> r ≈ 48.6 độ

Vậy góc khúc xạ tương ứng với góc tới 30 độ là khoảng 48.6 độ.

b) Tính góc tới để có tia khúc xạ nằm sát mặt phân cách:

Khi tia khúc xạ nằm sát mặt phân cách nghĩa là góc khúc xạ r = 90 độ.
Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: n₁.sini = n₂.sinr 1.5 * sin(i) = 1 * sin(90) sin(i) = 1/1.5 => i ≈ 41.8 độ
Vậy góc tới để có tia khúc xạ nằm sát mặt phân cách là khoảng 41.8 độ.

Góc tới giới hạn:

Góc tới giới hạn là góc tới lớn nhất để tia sáng còn khúc xạ ra khỏi môi trường. Khi góc tới lớn hơn góc tới giới hạn, hiện tượng phản xạ toàn phần sẽ xảy ra.
Trong trường hợp này, góc tới giới hạn chính là góc tới mà ta vừa tính được ở câu b (41.8 độ).
Kết luận:

Khi góc tới nhỏ hơn góc tới giới hạn (41.8 độ), tia sáng sẽ khúc xạ ra khỏi thủy tinh.
Khi góc tới bằng hoặc lớn hơn góc tới giới hạn, tia sáng sẽ bị phản xạ toàn phần trở lại trong thủy tinh.