Задача на преломление физика На горизонтальном дне бассейна глубиной h= 1,5 м лежит плоское зеркало. Луч света входит в воду под углом i, = 45°. Определить расстояние s от места вхождения луча в воду до места выхода его на поверхность
воды после отражения от зеркала. Показатель преломления воды п = 1,33. [ 1.88 м]
Для решения этой задачи воспользуемся законом преломления Сnellius-Descartes:
n1 siniii = n2 sinrrr,
где n1 - показатель преломления среды, из которой приходит луч света воздухвоздухвоздух, n2 - показатель преломления среды, в которую попадает луч света водаводавода, i - угол падения луча, r - угол преломления.
Для воздуха: n1 = 1, Для воды: n2 = 1,33, i = 45°.
sin45°45°45° = 0,7071.
Тогда для воды: 1 0,7071 = 1,33 sinrrr, 0,7071 = 1,33 * sinrrr.
sinrrr = 0,7071 / 1,33 = 0,531.
r = arcsin0,5310,5310,531 = 32,15°.
Угол отражения равен углу падения:
a = 180 - i = 180 - 45 = 135°.
Так как угол r равен 32,15°, то угол между лучом отражения и поверхностью воды вертикальнойпрямойвертикальной прямойвертикальнойпрямой будет равен:
β = 135 - 32,15 = 102,85°.
Теперь можем найти s по теореме косинусов для прямоугольного треугольника:
s = h * cosβββ / cosrrr.
s = 1,5 cos102,85102,85102,85 / cos32,1532,1532,15, s = 1,5 −0,307-0,307−0,307 / 0,853, s = -0,4605 / 0,853, s ≈ -0,539.
Таким образом, расстояние s от места вхождения луча в воду до места выхода его на поверхность воды после отражения от зеркала составляет 0,539 метра.
Для решения этой задачи воспользуемся законом преломления Сnellius-Descartes:
n1 siniii = n2 sinrrr,
где n1 - показатель преломления среды, из которой приходит луч света воздухвоздухвоздух, n2 - показатель преломления среды, в которую попадает луч света водаводавода, i - угол падения луча, r - угол преломления.
Для воздуха: n1 = 1,
Для воды: n2 = 1,33,
i = 45°.
sin45°45°45° = 0,7071.
Тогда для воды:
1 0,7071 = 1,33 sinrrr,
0,7071 = 1,33 * sinrrr.
sinrrr = 0,7071 / 1,33 = 0,531.
r = arcsin0,5310,5310,531 = 32,15°.
Угол отражения равен углу падения:
a = 180 - i = 180 - 45 = 135°.
Так как угол r равен 32,15°, то угол между лучом отражения и поверхностью воды вертикальнойпрямойвертикальной прямойвертикальнойпрямой будет равен:
β = 135 - 32,15 = 102,85°.
Теперь можем найти s по теореме косинусов для прямоугольного треугольника:
s = h * cosβββ / cosrrr.
s = 1,5 cos102,85102,85102,85 / cos32,1532,1532,15,
s = 1,5 −0,307-0,307−0,307 / 0,853,
s = -0,4605 / 0,853,
s ≈ -0,539.
Таким образом, расстояние s от места вхождения луча в воду до места выхода его на поверхность воды после отражения от зеркала составляет 0,539 метра.