Як показати, що промінь, що падає на скляну призму авс з повітря, вийде з призми перпендикулярно до грані

Тема: Оптика. Показатель преломления призмы.

Объяснение: Когда свет проходит через разные среды, он меняет свое направление движения. Это явление называется преломлением. Показатель преломления (или показатель преломления среды) - это отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде. В данной задаче мы будем рассматривать преломление света в призме.

У нас есть призма ABC, где АВ - основание призмы, а С - вершина. Пусть променелетящего через воздух падает на грань АВ под углом АСВ. Нам нужно показать, что луч, выходящий из призмы, будет перпендикулярен грани ВС.

Когда свет падает на границу раздела двух сред - воздуха и стекла, он испытывает преломление. Угол между падающим лучом и нормалью к границе раздела называется углом падения, а угол между преломленным лучом и нормалью называется углом преломления.

Для данной задачи нам понадобится закон преломления Снеллиуса, который гласит: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению показателей преломления двух сред: sin(угол падения) / sin(угол преломления) = n1 / n2.

Призма сделана из стекла, поэтому показатель преломления стекла (n2) больше показателя преломления воздуха (n1). Так как мы хотим, чтобы луч вышел перпендикулярно грани ВС, то это означает, что угол преломления должен быть 90 градусов. Но по закону преломления, sin(90°) = n1 / n2, и так как н1 / n2 < 1, синус 90° будет больше 1, что невозможно. Это означает, что променелетящее через воздух падение света на грань АВ не сможет выйти из призмы перпендикулярно грани ВС.

Совет: Важно понять и запомнить, что свет при прохождении через границу раздела двух сред будет преломляться по закону Снеллиуса. Редукция задачи до применения этого закона поможет лучше разобраться в сути задачи.

Упражнение: Представьте, что у вас есть призма с показателем преломления 1.5 и луч падает под углом 30 градусов на грань призмы. Какой будет угол преломления?