Bạn có biết rằng góc nhập xạ là một khái niệm quan trọng trong vật lý và được sử dụng rất nhiều trong quá trình giải các bài toán vật lý? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về công thức tính góc nhập xạ và tầm quan trọng của nó.
1. Khái niệm góc nhập xạ
Góc nhập xạ là góc giữa tia sáng hoặc các loại tia bức xạ khác và đường pháp tuyến của mặt tương tác. Công thức tính góc nhập xạ dựa trên định luật Snell của quang học, trong đó tỷ lệ giữa sin(góc nhập xạ) và sin(góc lệch) bằng tỷ lệ giữa chỉ số khúc xạ của hai môi trường. Góc nhập xạ có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như quang phổ học, quang phân tử, quang học vật liệu, vật lý hạt nhân và nhiều lĩnh vực khác.
Bạn đang xem: Công thức tính góc nhập xạ và ví dụ
2. Công thức tính góc nhập xạ
2.1 Công thức
Công thức tính góc nhập xạ dựa trên định luật Snell của quang học và có dạng:
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
Trong đó:
n1là chỉ số khúc xạ của môi trường ban đầu.n2là chỉ số khúc xạ của môi trường mới.θ1là góc nhập xạ giữa tia sáng và đường pháp tuyến của mặt tương tác trong môi trường ban đầu.θ2là góc lệch giữa tia sáng và đường pháp tuyến của mặt tương tác trong môi trường mới.
2.2 Ví dụ
Ví dụ 1:
Hãy giả sử chúng ta có một tia sáng đi từ không khí (chỉ số khúc xạ n1 = 1) vào một môi trường thủy tinh (chỉ số khúc xạ n2 = 1.5). Chúng ta muốn tính góc lệch khi góc nhập xạ là 30 độ.
Theo công thức tính góc nhập xạ:
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
Đưa giá trị vào:
1 * sin(30°) = 1.5 * sin(θ2)
sin(θ2) = (1 * sin(30°)) / 1.5 = 0.5
Áp dụng hàm arcsin (sin^-1) để tính góc θ2:
θ2 = arcsin(0.5) ≈ 30.96°
Vậy, góc lệch của tia sáng khi đi từ không khí vào thủy tinh là khoảng 30.96 độ.
Ví dụ 2:
Một tia X đi qua một môi trường có chỉ số khúc xạ n1 = 1.2 và sau đó đi vào một môi trường khác với chỉ số khúc xạ n2 = 1.5. Góc nhập xạ của tia X là 45 độ. Chúng ta muốn tính góc lệch của tia X.
Áp dụng công thức tính góc nhập xạ:
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
Đưa giá trị vào:
1.2 * sin(45°) = 1.5 * sin(θ2)
sin(θ2) = (1.2 * sin(45°)) / 1.5 ≈ 0.8485
Tính góc θ2 bằng cách sử dụng hàm arcsin:
θ2 = arcsin(0.8485) ≈ 57.16°
Vậy, góc lệch của tia X khi đi từ môi trường thứ nhất sang môi trường thứ hai là khoảng 57.16 độ.
Ví dụ 3:
Một tia sáng đi từ không khí (n1 = 1) vào một môi trường nước (n2 = 1.33). Góc nhập xạ của tia sáng là 60 độ. Chúng ta muốn tính góc lệch của tia sáng.
Áp dụng công thức tính góc nhập xạ:
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
Đưa giá trị vào:
1 * sin(60°) = 1.33 * sin(θ2)
sin(θ2) = (1 * sin(60°)) / 1.33 ≈ 0.7205
Tính góc θ2 sử dụng hàm arcsin:
θ2 = arcsin(0.7205) ≈ 46.91°
Vậy, góc lệch của tia sáng khi đi từ không khí vào nước là khoảng 46.91 độ.
Qua bài viết này, bạn đã nắm được công thức tính góc nhập xạ một cách dễ dàng và hiệu quả để áp dụng vào trong thực tế và giải các bài toán vật lý. Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào, hãy liên hệ với Trung tâm sửa chữa điện lạnh – điện tử Limosa để biết thêm thông tin.
Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Công thức
