1. Луч света падает на плоскую границу раздела двух сред. Угол падения равен 40°, угол между отражённым и преломлённым лучами — 110°. Чему равен угол преломления?
2. Почему в солнечный летний день нельзя днём поливать цветы в саду?
3. Между светящейся точкой А и глазом поместили плоскопараллельную пластинку. Постройте изображение точки А.

1. Найдём угол преломления.

По закону отражения угол отражения равен углу падения:

Пусть угол преломления равен $\beta$.

Отражённый и преломлённый лучи находятся по разные стороны границы раздела сред. Угол между ними равен:

По условию этот угол составляет $110^{\circ }$, поэтому:

Отсюда:

Ответ: угол преломления равен $30^{\circ }$.

2. Почему в солнечный летний день не рекомендуется поливать цветы днём?

В школьных задачах по оптике это объясняют действием капель воды как маленьких собирающих линз. Капля, оставшаяся на поверхности листа, преломляет солнечные лучи и при определённых условиях может сконцентрировать свет на небольшом участке листа. В месте концентрации света температура повышается, поэтому возможно повреждение ткани растения — так называемый солнечный ожог.

Кроме того, поливать растения в жаркое полуденное время невыгодно и по другой причине: при высокой температуре вода быстро испаряется, поэтому до корней её доходит меньше.

На практике утверждение о неизбежных «ожогах от каждой капли» слишком упрощённое: на обычных гладких листьях это происходит далеко не всегда. Однако с точки зрения школьной оптики основной ожидаемый ответ такой: капли воды могут действовать как собирающие линзы и концентрировать солнечные лучи. Поэтому растения обычно поливают утром или вечером.

3. Построение изображения точки А через плоскопараллельную пластинку.

Нужно использовать преломление света на двух параллельных границах пластинки.

Из точки $A$ проведём два луча, которые после прохождения пластинки попадают в глаз.

При входе из воздуха в стекло каждый луч преломляется к нормали. Затем луч проходит внутри пластинки. При выходе из стекла в воздух он преломляется от нормали.

Так как поверхности пластинки параллельны, луч, вышедший из пластинки, оказывается параллельным первоначальному падающему лучу, но несколько смещён относительно него.

После построения двух лучей, выходящих из пластинки и попадающих в глаз, нужно мысленно продолжить эти выходящие лучи назад прямыми линиями. Точка пересечения их обратных продолжений и будет изображением точки $A$. Обозначим её $A^{\prime }$.

Полученное изображение является мнимым, поскольку реальные световые лучи через точку $A^{\prime }$ не проходят — там пересекаются только их обратные продолжения. Поэтому глаз воспринимает светящуюся точку так, будто она находится в положении $A^{\prime }$, то есть её видимое положение отличается от действительного положения точки $A$.