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