Стеклянный стержень радиусом r имеет на изгибе радиус кривизны R. Показатель преломления стекла n2. Стержень находится в среде с показателем преломления n1. На какой угол может отклоняться пучок света от осевого направления стержня, чтобы лучи, падающие на один торец стержня, выходили из него только через другой?
Угол, под которым свет будет отклоняться от осевого направления, можно найти с помощью закона преломления. Пусть луч света падает на поверхность стержня под углом θ1 к нормали к поверхности. После отражения от внутренней поверхности стержня луч будет падать на выходную поверхность уже под углом θ2 к нормали.
Из закона преломления для падения на внутреннюю поверхность стержня получаем: n1sin(θ1) = n2sin(θ2).
Учитывая, что нормали к поверхности стержня параллельны друг другу, углы θ1 и θ2 равны. Таким образом, для того чтобы лучи света, падающие на один торец стержня, вышли через другой, угол отклонения должен быть таким, чтобы синус угла падения равнялся отношению показателей преломления: sin(θ) = n2/n1.
Отсюда получаем, что угол, под которым может отклоняться пучок света от осевого направления, равен arcsin(n2/n1).
Угол, под которым свет будет отклоняться от осевого направления, можно найти с помощью закона преломления. Пусть луч света падает на поверхность стержня под углом θ1 к нормали к поверхности. После отражения от внутренней поверхности стержня луч будет падать на выходную поверхность уже под углом θ2 к нормали.
Из закона преломления для падения на внутреннюю поверхность стержня получаем: n1sin(θ1) = n2sin(θ2).
Учитывая, что нормали к поверхности стержня параллельны друг другу, углы θ1 и θ2 равны. Таким образом, для того чтобы лучи света, падающие на один торец стержня, вышли через другой, угол отклонения должен быть таким, чтобы синус угла падения равнялся отношению показателей преломления: sin(θ) = n2/n1.
Отсюда получаем, что угол, под которым может отклоняться пучок света от осевого направления, равен arcsin(n2/n1).