Яким є кут падіння світла і показник заломлення рідини, якщо маємо кут заломлення 30° та кут між відбитим променем

Содержание вопроса: Угол падения света и показатель преломления

Разъяснение: Угол падения света (указывает направление падения луча света на границу раздела двух среды) и угол преломления (указывает направление преломленного луча в новой среде) связаны между собой законом преломления Снеллиуса. Согласно этому закону, отношение синуса угла падения и синуса угла преломления равно отношению показателей преломления двух сред:

n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂),

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

Теперь, в данной задаче нам известен угол преломления (β = 30°) и угол между отраженным лучом и преломленным лучом (α = 105°).

Мы можем воспользоваться свойством углов при переходе луча от одной среды к другой: углы отражения и преломления всегда лежат в одной плоскости с нормалью к поверхности раздела сред.

Таким образом, для определения угла падения, нам необходимо вычислить значение угла между падающим лучом и нормалью к поверхности раздела среды.

Угол отражения (θᵣ) можно вычислить, зная угол между отраженным и преломленным лучами (α) и используя свойство углов при отражении: угол падения и угол отражения равны по величине.

Таким образом, угол падения (θ₁) будет равен углу отражения (θᵣ), и мы можем найти его значение:

θ₁ = θᵣ = α = 105°.

Теперь мы можем использовать закон преломления Снеллиуса для определения показателя преломления рассматриваемой среды (n₂):

n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂).

n₂ = (n₁sin(θ₁)) / sin(θ₂),

где n₂ - искомый показатель преломления рассматриваемой среды.

Пример: Пусть показатель преломления первой среды (n₁) равен 1.5, а угол между преломленным лучом и отраженным лучом (α) равен 105°. Требуется найти показатель преломления второй среды (n₂).

Решение:
θ₁ = θᵣ = α = 105°,
n₁ = 1.5,
θ₂ = 30°.

n₂ = (n₁sin(θ₁)) / sin(θ₂) = (1.5sin(105°)) / sin(30°) ≈ 2.55.

Значит, показатель преломления рассматриваемой среды (второй среды) равен примерно 2.55.

Совет: Чтобы лучше понять закон преломления Снеллиуса и его использование, рекомендуется ознакомиться с примерами задач и провести дополнительные расчеты для различных значений углов и показателей преломления. Понимание геометрической интерпретации углов и выполняемых расчетов поможет вам применять этот закон в других задачах.

Проверочное упражнение: Пусть показатель преломления первой среды (n₁) равен 1.3, а показатель преломления второй среды (n₂) равен 1.6. Требуется найти угол падения (θ₁), если угол преломления (θ₂) равен 45°.