Луч света падает на поверхность воды под углом 50°. Найти угол преломления луча в воде. Как можно больше...

Чтобы найти угол преломления луча света, который падает на поверхность воды под углом 50°, нужно воспользоваться законом преломления света, известным как закон Снелля. Этот закон описывает, как свет преломляется, когда он переходит из одной среды в другую с различной плотностью.

Закон Снелля:

Закон Снелля формулируется как:

$n_1\cdot \sin ({\theta }_1)=n_2\cdot \sin ({\theta }_2)$

где:

• $n_1$ — показатель преломления первой среды $вданномслучаевоздуха$,
• ${\theta }_1$ — угол падения $вданномслучае50°$,
• $n_2$ — показатель преломления второй среды $вданномслучаеводы$,
• ${\theta }_2$ — угол преломления, который нужно найти.

Показатели преломления:

1. Воздух: Обычно принимается, что показатель преломления воздуха $n_1\approx 1.00$.
2. Вода: Показатель преломления воды $n_2\approx 1.33$.

Применение закона Снелля:

Подставим известные значения в формулу:

$1.00\cdot \sin ({50}^{\circ })=1.33\cdot \sin ({\theta }_2)$

Теперь нужно найти $\sin ({\theta }_2$):

$\sin ({\theta }_2)=\frac{\sin ({50}^{\circ })}{1.33}$

Рассчитаем $\sin ({50}^{\circ }$). Используя калькулятор, $\sin ({50}^{\circ }$ \approx 0.766).

Подставим это значение:

$\sin ({\theta }_2)=\frac{0.766}{1.33}\approx 0.576$

Теперь найдём ${\theta }_2$ — угол преломления:

${\theta }_2=\arcsin (0.576)$

Используя калькулятор, ${\theta }_2\approx {35.2}^{\circ }$.

Вывод:

Таким образом, луч света, падающий на поверхность воды под углом 50°, преломляется под углом приближённо равным 35.2°. Это означает, что при переходе из менее плотной среды $воздуха$ в более плотную среду $воду$, угол преломления меньше угла падения, что соответствует общему правилу поведения света при переходе между средами с различными показателями преломления.

Когда луч света падает на границу раздела двух сред с разными оптическими плотностями, он преломляется согласно закону Snell's Law. Угол преломления можно найти с помощью формулы n1sin$theta1$ = n2sin$theta2$, где n1 и n2 - показатели преломления сред, theta1 - угол падения, а theta2 - угол преломления.

В данном случае, показатель преломления для воздуха примерно равен 1, а для воды - около 1,33. Угол падения равен 50°. Подставляя данные в формулу, получаем: 1sin$50°$ = 1,33sin$theta2$. Решив уравнение, можно найти угол преломления воды, который в данном случае будет около 37,2°.

Этот результат можно объяснить тем, что при переходе луча света из более оптически плотной среды в менее плотную $например,изводыввоздух$, угол преломления всегда будет меньше угла падения. Это связано с изменением скорости света в разных средах, что приводит к изменению направления распространения луча.