Световой луч падает под углом α=30° на переднюю поверхность плоскопараллельной стеклянной пластинки. Показатель преломления стекла n=1,5. На какой угол от направления падающего луча отклоняется луч, отражённый от задней поверхности пластинки и вышедший из неё обратно через переднюю поверхность?
При падении светового луча на переднюю поверхность стеклянной пластинки происходит его преломление. Угол преломления определяется законом Снеллиуса: n1sin(α) = n2sin(β), где n1 - показатель преломления среды, из которой приходит луч (в данном случае воздух, n1=1), n2 - показатель преломления среды, в которую падает луч (стекло, n2=1,5), α - угол падения, β - угол преломления.
При падении светового луча на переднюю поверхность стеклянной пластинки происходит его преломление. Угол преломления определяется законом Снеллиуса: n1sin(α) = n2sin(β), где n1 - показатель преломления среды, из которой приходит луч (в данном случае воздух, n1=1), n2 - показатель преломления среды, в которую падает луч (стекло, n2=1,5), α - угол падения, β - угол преломления.
sin(β) = n1/n2 sin(α) = 1/1,5 sin(30°) = 0,5 * 0,5 = 0,25
Отсюда, β = arcsin(0,25) ≈ 14,5° - угол преломления на передней поверхности пластинки.
Затем луч падает на заднюю поверхность пластинки и происходит отражение. Угол отражения равен углу падения: 30°.
Далее, отраженный луч падает на переднюю поверхность и происходит преломление. Применяем закон Снеллиуса второй раз:
n1sin(γ) = n2sin(β), где γ - угол падения на переднюю поверхность (равен углу отражения), n1 = 1, n2 = 1,5 (показатель преломления стекла).
sin(γ) = n1/n2 sin(β) = 1/1,5 sin(14,5°) = 0,666 * 0,25 = 0,1665
Отсюда, γ = arcsin(0,1665) ≈ 9,6° - угол отклонения от направления падающего луча.