Какой угол смачивания будет у поверхности стекла, через которую человек наблюдает удаленный фонарь? Расстояние

Тема урока: Угол смачивания

Разъяснение:
Угол смачивания - это угол между поверхностью и касательной к этой поверхности в точке соприкосновения с жидкостью. Для определения угла смачивания нам потребуется знать значения абсолютного показателя преломления воды и воздуха.

В данной задаче имеется только поверхность стекла и воздух, поэтому показатель преломления воздуха равен 1. Задан абсолютный показатель преломления воды равный 4/3.

Для определения угла смачивания мы можем использовать закон Снеллиуса, который устанавливает связь между углом падения луча света и углом преломления:

\[ n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2) \]

Где \( n_1 \) и \( n_2 \) - показатели преломления веществ, а \( \theta_1 \) и \( \theta_2 \) - углы падения и преломления соответственно.

В нашем случае показатель преломления воздуха равен 1, а абсолютный показатель преломления воды равен 4/3. Угол падения равен углу смачивания, а угол преломления равен 90 градусам, так как луч света идет от фонаря в стекло, перпендикулярное поверхности.

\[ 1 \cdot \sin(\theta) = \frac{4}{3} \cdot \sin(90^\circ) \]
\[ \sin(\theta) = \frac{4}{3} \cdot 1 \]
\[ \sin(\theta) = \frac{4}{3} \]

Для нахождения значения угла смачивания, возьмем обратный синус:

\[ \theta = \arcsin\left(\frac{4}{3}\right) \approx 0.93 \]

Ответ: Угол смачивания составляет приблизительно 0.93 радиана или около 53 градусов (после округления).

Совет: Для понимания угла смачивания, представьте себе, что капля воды полностью разливается по поверхности стекла. Угол смачивания показывает, насколько хорошо вода разливается или "смачивает" поверхность.

Задача на проверку: Каков будет угол смачивания, если абсолютный показатель преломления воды составляет 1.5, а поверхность стекла имеет угол наклона 30 градусов к горизонту? (Ответ округлите до целого числа).