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:

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:

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