Đặt một thước dài \(70\,\,cm\) theo phương thẳng đứng vuông góc với đáy bể nước nằm ngang (đầu thước chạm đáy bể). Chiều cao lớp nước là \(40\,\,cm\) và chiết suất là \(\frac{4}{3}\). Nếu các tia sáng mặt trời tới nước dưới góc tới \(i\,\,\left( {sin{\rm{ }}i = 0,8} \right)\) thì bóng của thước dưới đáy bể là
Trả lời bởi giáo viên
Ta có hình vẽ:
Bóng của thước dưới đáy bể bằng độ dài đoạn \(BN\)
Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng, ta có:
\({n_1}\sin i = {n_2}\sin r \Rightarrow 1.0,8 = \frac{4}{3}.sinr \Rightarrow sinr = 0,6\)
Lại có: \(\sin r = \frac{{MN}}{{IN}} = \frac{{MN}}{{\sqrt {M{N^2} + I{M^2}} }} \Rightarrow 0,6 = \frac{{MN}}{{\sqrt {M{N^2} + {{40}^2}} }}\)
\( \Rightarrow 0,36 = \frac{{M{N^2}}}{{M{N^2} + {{40}^2}}} \Rightarrow MN = 30\,\,\left( {cm} \right)\)
Ta có: \(\sin i = \sin \widehat {HAI} = \frac{{IH}}{{AI}} \Rightarrow 0,8 = \frac{{IH}}{{\sqrt {I{H^2} + A{H^2}} }}\)
\( \Rightarrow 0,64 = \frac{{I{H^2}}}{{I{H^2} + {{30}^2}}} \Rightarrow IH = 40\,\,\left( {cm} \right)\)
Chiều dài bóng của thước dưới đáy bể là:
\(BN = BM + MN = IH + MN = 40 + 30 = 70\,\,\left( {cm} \right)\)
Hướng dẫn giải:
Công thức định luật khúc xạ ánh sáng: \({n_1}\sin i = {n_2}\sin r\)