1) Какой угол падения необходимо определить, если известен угол преломления, равный 42 градусам? При этом луч света

  • 5
1) Какой угол падения необходимо определить, если известен угол преломления, равный 42 градусам? При этом луч света падает из воздуха в воду.

2) Если угол падения равен 30 градусам, а угол преломления составляет 15 градусов, то какую скорость имеет свет в первой среде, равную 3 м/с? Какую скорость света следует найти во второй среде?
Весенний_Лес
63
1) Для решения этой задачи нам понадобятся законы преломления света. Один из самых известных законов - закон Снеллиуса, который устанавливает связь между углами падения и преломления света при переходе из одной среды в другую. Формула для закона Снеллиуса выглядит следующим образом:

\[\frac{{\sin(\theta_1)}}{{\sin(\theta_2)}} = \frac{{v_1}}{{v_2}}\]

Где \(\theta_1\) - угол падения, \(\theta_2\) - угол преломления, \(v_1\) - скорость света в первой среде, \(v_2\) - скорость света во второй среде.

В данной задаче нам известен угол преломления, равный 42 градусам. Чтобы найти угол падения, нам необходимо знать соотношение скоростей света в воздухе и в воде.

Скорость света в воздухе примерно равна \(3.00 \times 10^8\) м/с, а вода имеет скорость света приблизительно равную \(2.25 \times 10^8\) м/с.

Подставим известные значения в формулу закона Снеллиуса:

\[\frac{{\sin(\theta_1)}}{{\sin(42)}} = \frac{{3.00 \times 10^8}}{{2.25 \times 10^8}}\]

Чтобы найти угол падения \(\theta_1\), разделим обе части уравнения на \(\sin(42)\) и возьмём обратный синус от полученного значения:

\[\theta_1 = \arcsin\left(\frac{{3.00 \times 10^8}}{{2.25 \times 10^8}} \times \sin(42)\right)\]

Подставим значения в эту формулу и выполним вычисления:

\[\theta_1 \approx \arcsin(0.743)\]

\[\theta_1 \approx 47.86\]

Ответ: Угол падения примерно равен 47.86 градусам.

2) В этой задаче нам также понадобятся законы преломления света. Мы знаем угол падения равный 30 градусам и угол преломления, равный 15 градусам. Нам также дана скорость света в первой среде, равная 3 м/с.

При помощи закона Снеллиуса, мы можем выразить скорость света во второй среде:

\[\frac{{\sin(30)}}{{\sin(15)}} = \frac{{3}}{{v_2}}\]

Чтобы найти скорость света во второй среде, разделим обе части уравнения на \(\sin(15)\) и выразим \(v_2\):

\[v_2 = \frac{{3}}{{\sin(30) \times \sin(15)}}\]

Подставим значения в формулу и выполним вычисления:

\[v_2 \approx \frac{{3}}{{0.5 \times 0.259}}\]

\[v_2 \approx 22.99\]

Ответ: Скорость света в первой среде составляет 3 м/с, а во второй среде составляет примерно 22.99 м/с.