Какое из направлений 1-4 отображает направление преломленного луча света при его переходе из воздуха в стекло

Ледяная_Роза

52

Для решения данной задачи, нам понадобятся знания о законе преломления света, который формулируется следующим образом: "Отношение синусов углов падения и преломления для двух сред, разделенных плоской границей, постоянно и равно отношению скоростей света в этих средах."

При переходе луча света из воздуха в стекло, происходит преломление. В данной задаче мы должны определить, какое направление преломленного луча света соответствует данной ситуации.

Правило преломления света, известное как закон Снеллиуса, гласит: \[n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)\], где \(n_1\) и \(n_2\) - показатели преломления для воздуха и стекла соответственно, а \(\theta_1\) и \(\theta_2\) - углы падения и преломления соответственно.

Так как показатель преломления для воздуха близок к 1, то формула может быть упрощена до \[\sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)\].

Теперь посмотрим на граничные условия для заданных направлений:

1. Если луч света идет под прямым углом к поверхности раздела, то угол падения \(\theta_1\) равен 0 градусов. Подставив эти значения в нашу формулу, мы получим \(\sin(0) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)\). Так как \(\sin(0)\) равен 0, то эта ситуация не соответствует преломлению, поскольку луч просто проходит через границу раздела без изменения направления.

2. Если луч света падает параллельно поверхности раздела, то угол падения \(\theta_1\) равен 90 градусов. Подставим значения в формулу: \(\sin(90) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)\). Так как синус 90 градусов равен 1, получим \(1 = n_2 \cdot \sin(\theta_2)\). В данной ситуации мы имеем полное внутреннее отражение, поскольку для данного показателя преломления невозможно достичь значения синуса угла преломления, равного 1.

3. Если луч света идет с углом между 0 и 90 градусов относительно нормали к поверхности раздела, то угол падения \(\theta_1\) будет также лежать в этом диапазоне. Так как для данной задачи не указаны конкретные значения углов, мы не можем сделать определенные выводы о направлении преломленного луча света.

4. Если луч света идет с углом больше 90 градусов относительно нормали к поверхности раздела, то угол падения \(\theta_1\) будет также больше 90 градусов. Подставим значения в формулу: \(\sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)\). В данной ситуации мы получим отражение луча света обратно в воздух, так как синус угла преломления будет превышать 1, что невозможно.

Итак, основываясь на представленных граничных условиях, можно сделать вывод, что из направлений 1-4, направление номер 3 соответствует переходу преломленного луча света при его переходе из воздуха в стекло на границе раздела сред.

Надеюсь, данное объяснение было понятным для вас!