1337. Луч света падает на поверхность воды из воздуха. Угол преломления луча в воде равен 30°. Каков угол паде- ния?

Предмет: Физика

Класс: 11

Решение:

Свет переходит из воздуха в воду. Это означает, что у нас есть две среды с разными показателями преломления. Показатель преломления воздуха (n₁) приблизительно равен 1, а показатель преломления воды (n₂) приблизительно равен 1.33.

Угол преломления (θ₂) равен 30°.

Нам нужно найти угол падения (θ₁).

Закон Снеллиуса гласит:

\[n_1 \cdot sin(θ_1) = n_2 \cdot sin(θ_2)\]

где:

• n₁ - показатель преломления первой среды (воздух)
• θ₁ - угол падения
• n₂ - показатель преломления второй среды (вода)
• θ₂ - угол преломления

Подставим известные значения:

\[1 \cdot sin(θ_1) = 1.33 \cdot sin(30°)\]

Так как sin(30°) = 0.5, уравнение принимает вид:

\[sin(θ_1) = 1.33 \cdot 0.5\] \[sin(θ_1) = 0.665\]

Теперь найдем θ₁, взяв арксинус от 0.665:

\[θ_1 = arcsin(0.665)\] \[θ_1 ≈ 41.68°\]

Таким образом, угол падения света на поверхность воды составляет примерно 41.68°.

Проверка за 10 секунд: Угол падения больше угла преломления, что логично при переходе из среды с меньшей оптической плотностью в среду с большей.

Доп. профит: Если угол падения равен 0°, то и угол преломления равен 0°. Свет распространяется перпендикулярно поверхности и не меняет направления.