Một ngọn đèn nhỏ \(S\) đặt ở đáy một bể nước \(\left( {n = \frac{4}{3}} \right)\), độ cao mực nước \(h = 60\,\,\left( {cm} \right)\). Bán kính \(r\) bé nhất của tấm gỗ tròn nổi trên mặt nước sao cho không một tia sáng nào từ \(S\) lọt ra ngoài không khí là:
A. \(r = 49\,\,\left( {cm} \right)\).
B. \(r = 53\,\,\left( {cm} \right)\).
C. \(r = 68\,\,\left( {cm} \right)\).
D. \(r = 51\,\,\left( {cm} \right)\).
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
Để không có tia sáng ra ngoài không khí, tia sáng bị phản xạ toàn phần tại mặt phân cách

Để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, ta có:
\(\sin i \ge \sin {i_{gh}} \Rightarrow \sin i \ge \frac{1}{n}\)
Lại có: \(\sin i = \frac{r}{{\sqrt {{r^2} + {h^2}} }} = \frac{1}{{\sqrt {1 + \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}}} }}\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{1}{{\sqrt {1 + \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}}} }} \ge \frac{1}{n} \Rightarrow \sqrt {1 + \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}}} \le n\\ \Rightarrow 1 + \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}} \le {n^2} \Rightarrow \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}} \le {n^2} - 1\\ \Rightarrow \frac{h}{r} \le \sqrt {{n^2} - 1} \Rightarrow r \ge \frac{h}{{\sqrt {{n^2} - 1} }} \\\Rightarrow {r_{\min }} = \frac{h}{{\sqrt {{n^2} - 1} }} = \frac{{60}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{4}{3}} \right)}^2} - 1} }} \approx 68\,\,\left( {cm} \right)\end{array}\)
Chọn C.
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Trong công thức tính lực Lo-ren-xơ: \(f\, = \,\left| q \right|vB\sin \,\alpha ,\,\alpha \) là
Đơn vị nào sau đây cũng được coi là đơn vị của cảm ứng từ B?
Dựa vào hiện tượng nào người ta xác định phương của cảm ứng từ?
Hai dây dẫn thẳng, dài có hai dòng điện cùng chiều chạy qua. Chọn phát biểu đúng.
Một electron bay vào không gian có từ trường đều \(\overrightarrow B \) với vận tốc ban đầu \(\overrightarrow {{v_o}} \) vuông góc với cảm ứng từ. Quỹ đạo của electron trong từ trường là một đường tròn có bán kính R. Khi tăng độ lớn của cảm ứng từ lên gấp đôi thì:
Một đoạn dây dẫn thẳng dài 1 m mang dòng điện 10 A, đặt trong một từ trường có cảm ứng từ bằng 0,1 T thì chịu một lực 1 N. Góc lệch giữa đường sức từ và dòng điện trong dây dẫn là:
Đặc điểm nào sau đây không phải là đặc điểm của từ trường của dòng điện tròn?
Chiếu một tia sáng đến lăng kính thì thấy tia ló ra là một tia sáng đơn sắc. Có thể kết luận tia sáng chiếu tới lăng kính là ánh sáng: