Пучок света падает на оконное стекло из воздуха на улице под углом падения 60° под каким углом преломления выходит этот пучок света из стекла воздух в комнате

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно применить закон преломления света (закон Снеллиуса) дважды: сначала для входа света из воздуха в стекло, а затем для выхода света из стекла в воздух.

Закон Снеллиуса гласит:

где:

• $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления первой и второй среды,
• $\theta_1$ — угол падения (или угол выхода),
• $\theta_2$ — угол преломления (или угол падения).

Шаг 1. Определим угол преломления при входе света в стекло.

Дано:

• Угол падения на стекло $\theta_1 = 60^\circ$,
• Показатель преломления воздуха $n_{\text{воздух}} = 1$,
• Показатель преломления стекла $n_{\text{стекло}} \approx 1.5$.

Применим закон Снеллиуса:

Подставляем значения:

Значение $\sin(60^\circ)$ равно $\sqrt{3}/2 \approx 0.866$. Уравнение становится:

Находим $\sin(\theta_2)$:

Угол $\theta_2$ определяется как:

Итак, свет преломляется под углом $35^\circ$ внутри стекла.

Шаг 2. Определим угол выхода света из стекла в воздух.

Когда свет выходит из стекла в воздух, порядок сред меняется: теперь свет проходит из стекла ($n_{\text{стекло}}$) в воздух ($n_{\text{воздух}}$). Угол падения на границу $\theta_2 = 35^\circ$, а угол выхода $\theta_3$ можно найти с использованием того же закона Снеллиуса:

Подставляем значения:

Вычислим $\sin(35^\circ)$. Значение приближённо равно $0.573$. Уравнение становится:

Находим $\sin(\theta_3)$:

Угол $\theta_3$ определяется как:

Итог: Пучок света выходит из стекла в воздух под углом около 59.5°.