Який кут повинен мати падаючий промінь на поверхню скла, щоб кут заломлення був таким самим, як і при падінні променя

Тема урока: Закон преломления света

Пояснение: Закон преломления света, также известный как закон Снеллиуса, гласит, что угол падения светового луча на границу раздела двух сред и угол преломления светового луча связаны между собой через коэффициент преломления сред:

n1 * sin(угол падения) = n2 * sin(угол преломления)

Где n1 и n2 - коэффициенты преломления первой и второй сред соответственно.

В данной задаче нам известен угол падения на поверхность воды (40°). Мы хотим найти угол падения на поверхность стекла, чтобы угол преломления был тем же.

Допустим, коэффициент преломления воды равен n1, а коэффициент преломления стекла равен n2.

Используя закон Снеллиуса, мы можем записать:

n1 * sin(40°) = n2 * sin(угол падения на стекле)

Мы хотим, чтобы угол преломления на стекле был таким же, как на воде, поэтому угол преломления на стекле также равен 40°.

n1 * sin(40°) = n2 * sin(40°)

Теперь мы можем отменить синус 40° с обеих сторон уравнения:

n1 = n2

Таким образом, променю должно падать на поверхность стекла под тем же углом (40°), чтобы угол преломления был таким же, как при падении на поверхность воды.

Пример:

Задание: Определите, под каким углом должен падать световой луч на поверхность стеклянной плитки, чтобы угол преломления был таким же, как и при падении солнечного света на поверхность воды под углом 30°.

Решение: Так как в данной задаче у нас известен угол падения на поверхность воды (30°), мы можем использовать закон Снеллиуса, чтобы найти угол падения на поверхность стекла. По закону Снеллиуса: n1 * sin(угол падения) = n2 * sin(угол преломления). Поскольку мы хотим, чтобы угол преломления на стекле был таким же, как на воде, угол преломления на стекле также будет равен 30°. Итак, получаем: n1 * sin(30°) = n2 * sin(30°). Отменяем синусы с обеих сторон уравнения и получаем: n1 = n2. Таким образом, световой луч должен падать на поверхность стеклянной плитки под углом 30°, чтобы угол преломления был таким же, как при падении солнечного света на поверхность воды.

Совет: Для лучшего понимания закона преломления света, рекомендуется повторить основные понятия о преломлении и отражении света. Кроме того, можно провести дополнительные эксперименты, используя стекло и воду, чтобы наглядно продемонстрировать различия в углах падения и преломления.

Задача на проверку: Определите, под каким углом должен падать световой луч на поверхность стекла, чтобы он полностью отразился от поверхности, без преломления. Коэффициент преломления стекла равен 1.5.