Какова максимальная глубина, на которой должен находиться источник света, чтобы его лучи не выходили из воды, если

Тема: Оптика - Закон Снеллиуса и преломление света

Объяснение: Чтобы понять, на какой глубине должен находиться источник света, чтобы его лучи не выходили из воды, необходимо использовать закон Снеллиуса для преломления света. Закон Снеллиуса утверждает, что при переходе света из одной среды в другую, угол падения светового луча равен углу преломления в соответствующих средах, умноженному на отношение показателя преломления двух сред. Формула для этого закона записывается следующим образом:

n₁ * sin(θ₁) = n₂ * sin(θ₂),

где n₁ и n₂ - показатели преломления первой и второй среды соответственно, а θ₁ и θ₂ - углы падения и преломления.

В данном случае у нас есть точечный источник света под центром диска, абсолютный показатель преломления воды равен 1,33. Чтобы лучи света не выходили из воды, угол преломления должен быть равен 90 градусам, что соответствует полностью падающему лучу.

Таким образом, мы можем использовать формулу закона Снеллиуса для нахождения угла преломления:

1.33 * sin(θ₁) = sin(90)

sin(θ₁) = sin(90) / 1.33

sin(θ₁) = 1 / 1.33

θ₁ ≈ 48.75 градусов

Из закона Снеллиуса, угол падения и угол преломления равны. Поэтому, чтобы лучи света не выходили из воды, источник света должен находиться на глубине, такой что угол падения света равен 48.75 градусам.

Пример использования: Пусть источник света находится на глубине 20 см. Зная, что угол падения света равен 48.75 градусам, можно применить закон Снеллиуса и узнать, какой будет угол преломления в этом случае и определить, будут ли лучи света выходить из воды.

Совет: Чтобы лучше понять данный материал, рекомендуется изучить закон Снеллиуса, показатели преломления различных сред, а также свойства преломления света. Регулярная практика по решению задач по преломлению света поможет укрепить знания и навыки.

Задание: Пусть показатель преломления второй среды равен 1,5. На какой глубине должен находиться источник света, чтобы его лучи не выходили из воды? (Показатель преломления воды равен 1,33).