Жарық сәулесінің ауадан шыныға өту бұрышы 60°, сыну бурышы 30° болса, шыныдағы жарықтың таралу жылдамдығын және толық

Тема занятия: Оптика

Объяснение: Чтобы решить данную задачу, нам потребуется использовать законы геометрической оптики. По условию, у нас есть два луча света, и нужно найти скорость распространения света и угол внутреннего отражения.

Таралу жылдамдығын (v) мы можем найти, используя формулу:

v = c / n,

где c - скорость света в вакууме (около 3 • 10^8 м/с), а n - показатель преломления среды.

В данном случае мы рассматриваем воздух как среду, поэтому показатель преломления будет приблизительно равен 1.

Теперь мы можем вычислить внутренний угол отражения (θ) с помощью закона отражения:

θ = arcsin(sin(30°) / 1) = arcsin(0.5) = 30°.

Наконец, чтобы получить истинный угол падения (α), мы можем использовать закон преломления:

sin(α) / sin(θ) = n.

Так как у нас воздух, то n = 1, и уравнение примет вид:

sin(α) / sin(30°) = 1.

Отсюда можно найти sin(α) = sin(30°) = 0.5.

Для того чтобы найти α, возьмем arcsin обеих сторон уравнения:

α = arcsin(0.5) ≈ 30°.

Таким образом, мы получаем, что шынығы жарықтың таралу жылдамдығы (v) будет равна приблизительно 1,73 • 10^8 м/с.

Совет: Для лучшего понимания данной темы, полезно изучить основные законы геометрической оптики, такие как закон преломления, закон отражения и законы Снеллиуса. Также, решение подобных задач требует умения применять эти законы в правильном порядке. Регулярная практика на задачах оптики поможет лучше усвоить данный материал.

Ещё задача: Найти скорость распространения света в среде с показателем преломления n = 1.5 при угле падения α = 45°.

Предмет вопроса: Прохождение света через среду.

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать законы преломления света.

Согласно закону преломления Снеллиуса, отношение синусов углов падения и преломления между двумя средами равно отношению скоростей света в этих средах. Формула для этого закона выглядит следующим образом:

n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂

Где n₁ и n₂ - показатели преломления первой и второй сред соответственно, θ₁ и θ₂ - углы падения и преломления.

В данной задаче у нас есть угол падения (60°) и угол преломления (30°). Также нам дано, что мы ищем скорость света внутри среды. Здесь нам поможет соотношение скоростей света и показателя преломления:

v₁/v₂ = n₂/n₁

Теперь подставляем известные значения:

sin60°/sin30° = v₂/v₁

Решаем простое уравнение и находим, что отношение скоростей равно √3:

v₂ = v₁√3

Следовательно, скорость света внутри среды составляет 1,73 • 10^8 м/с.

Совет: Для успешного решения задач по преломлению света рекомендуется хорошо разобраться в законах преломления и уметь применять их в различных ситуациях. Помните, что показатель преломления может меняться в зависимости от среды, через которую проходит свет.

Задача для проверки: Воздух (n=1) и вода (n=1,33) являются двумя средами. Если угол падения света от воздуха в воду равен 45°, определите угол преломления.