Для того, чтобы угол преломления на стекле оказался таким же, как и на поверхности воды, нужно использовать закон преломления Снеллиуса:

n1sin(θ1) = n2sin(θ2),

где n1 и n2 - показатели преломления сред воды и стекла соответственно, θ1 и θ2 - углы падения и преломления.

При этом показатель преломления воды n1 ≈ 1,33, а показатель преломления стекла n2 ≈ 1,5.

Угол падения на поверхность воды θ1 = 40°.

Угол преломления на поверхности воды можно выразить через закон Снеллиуса:

sin(θ2) = n1/n2 * sin(θ1),

sin(θ2) = 1,33/1,5 sin(40°) ≈ 1,18 0,6428 ≈ 0,759.

Находим угол преломления на поверхности воды:

θ2 ≈ arcsin(0,759) ≈ 49°.

Теперь, для того чтобы луч прошел через стекло с таким же углом преломления, как на поверхности воды, нужно определить угол падения на стекле θ1' по аналогии с тем, как это было сделано для воды:

sin(θ1') = n2/n1 * sin(θ2),

sin(θ1') = 1,5/1,33 sin(49°) ≈ 1,13 0,7553 ≈ 0,853.

Находим угол падения на стекле:

θ1' ≈ arcsin(0,853) ≈ 58°.

Таким образом, угол падения луча на поверхность стекла должен быть около 58°, чтобы угол преломления оказался таким же, как на поверхности воды (49°).