В капилляре радиуса находится слабо смачивающая его стенки жидкость с показателем преломления
. Через капилляр снизу вверх пропустили параллельный световой пучок такого же радиуса
. На экране, расположенном на расстоянии
от мениска, образованного жидкостью наблюдается пятно света радиуса
. Найти краевой угол смачивания
(см. рисунок).
Решение:
Мениск, образованный жидкостью, можно рассмотреть как рассеивающую линзу с фокусным расстоянием:
где – R радиус кривизны поверхности мениска (рис.1):
тогда
Границы светового пятна образованы лучами с наибольшим углом отклонения . Очевидно, что при падении параллельного пучка на рассеивающую линзу, продолжение этих лучей должны проходить через ее фокус (рис.2), тогда:
Радиус светового пятна будет больше радиуса пучка
на величину
:
Отсюда можно найти и собственно краевой угол
:
Подставляя численные данные, получаем