Một tia sáng trắng chiếu vuông góc vào mặt nước trong một chậu nước

Bài 24: Tán sắc ánh sáng

Bài 24.13 trang 66 Sách bài tập Vật Lí 12: Một tia sáng trắng chiếu vuông góc vào mặt nước trong một chậu nước. Dưới đáy chậu có một gương phẳng đặt nghiêng, mặt gương làm với mặt nước một góc 15^o. Cho chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là n_đ = 1,329 và đối với ánh sáng tím là n_t = 1,344. Tính góc giữa tia tím và tia đỏ khi nó ra khỏi mặt nước.

Lời giải:

Tia sáng trắng chiếu vuông góc với mặt nước, khi trở lại mặt nước thì vẫn là ánh sáng trắng. Nhưng khi khúc xạ ra khỏi mặt nước, tia sáng bị tách ra thành các tia sáng đơn sắc khác nhau do có sự tán sắc ánh sáng.

Có thể coi như tia sáng trắng đi qua một lăng kính bằng nước có góc chiết quang A = 2.10^o = 30^o. Do dược chiếu vuông góc với mặt nước, nên góc tới của tia sáng ở mặt sau của lăng kính là r = A = 30^o.

Gọi góc ló của tia đỏ là i_đ, ta có:

sini_đ = n_đsinr = 1,329sin30^o = 1,329/2

sini_đ = 0,6645 ⇒ i_đ = 41,64^o.

Góc ló của tia tím là i_t, ta có:

sini_t = n_tsinr = 1,344sin30^o = 1,344/2

sini_t = 0,672 ⇒ i_t = 42,22^o

Góc giữa tia tím và tia đỏ là:

Δi = i_t - i_đ = 42,22 - 41,64 = 0,58^o

Δi = 34'48''.