n1 n_1 n1 — показатель преломления первой среды воздуха,напримервоздуха, напримервоздуха,например, обычно принимается равным 1,θ1 \theta_1 θ1 — угол падения,n2 n_2 n2 — показатель преломления второй среды,θ2 \theta_2 θ2 — угол преломления.
По условиям задачи:
Угол падения θ1=60∘ \theta_1 = 60^\circ θ1=60∘Угол отражения θ2=30∘ \theta_2 = 30^\circ θ2=30∘ — это угол преломления, так как они дают угол между лучом и нормалью, и согласно законам отражения угол отражения равен углу падения, что здесь не касается, поскольку речь о преломлении.
Для решения задачи воспользуемся законом преломления света — законом Снеллиуса, который гласит:
n1⋅sin(θ1)=n2⋅sin(θ2) n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)
n1 ⋅sin(θ1 )=n2 ⋅sin(θ2 )
где:
n1 n_1 n1 — показатель преломления первой среды воздуха,напримервоздуха, напримервоздуха,например, обычно принимается равным 1,θ1 \theta_1 θ1 — угол падения,n2 n_2 n2 — показатель преломления второй среды,θ2 \theta_2 θ2 — угол преломления.По условиям задачи:
Угол падения θ1=60∘ \theta_1 = 60^\circ θ1 =60∘Угол отражения θ2=30∘ \theta_2 = 30^\circ θ2 =30∘ — это угол преломления, так как они дают угол между лучом и нормалью, и согласно законам отражения угол отражения равен углу падения, что здесь не касается, поскольку речь о преломлении.Подставим известные величины в формулу:
1⋅sin(60∘)=n2⋅sin(30∘) 1 \cdot \sin(60^\circ) = n_2 \cdot \sin(30^\circ)
1⋅sin(60∘)=n2 ⋅sin(30∘)
Значения синусов:
sin(60∘)=32\sin(60^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2}sin(60∘)=23 sin(30∘)=12\sin(30^\circ) = \frac{1}{2}sin(30∘)=21Подставим их в уравнение:
32=n2⋅12 \frac{\sqrt{3}}{2} = n_2 \cdot \frac{1}{2}
23 =n2 ⋅21
Умножим обе стороны уравнения на 2:
3=n2 \sqrt{3} = n_2
3 =n2
Таким образом, показатель преломления вещества составляет:
n2=3≈1.732 n_2 = \sqrt{3} \approx 1.732
n2 =3 ≈1.732