Вопрос задан 01.03.2025 в 23:18. Предмет Физика. Спрашивает Игумнов Юрий.

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

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Зайцев Олег.

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:

n1sin(θ1)=n2sin(θ2),n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2),

где:

  • n1n_1 и n2n_2 — показатели преломления первой и второй среды,
  • θ1\theta_1 — угол падения (или угол выхода),
  • θ2\theta_2 — угол преломления (или угол падения).

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

Дано:

  • Угол падения на стекло θ1=60\theta_1 = 60^\circ,
  • Показатель преломления воздуха nвоздух=1n_{\text{воздух}} = 1,
  • Показатель преломления стекла nстекло1.5n_{\text{стекло}} \approx 1.5.

Применим закон Снеллиуса:

nвоздухsin(60)=nстеклоsin(θ2).n_{\text{воздух}} \cdot \sin(60^\circ) = n_{\text{стекло}} \cdot \sin(\theta_2).

Подставляем значения:

1sin(60)=1.5sin(θ2).1 \cdot \sin(60^\circ) = 1.5 \cdot \sin(\theta_2).

Значение sin(60)\sin(60^\circ) равно 3/20.866\sqrt{3}/2 \approx 0.866. Уравнение становится:

0.866=1.5sin(θ2).0.866 = 1.5 \cdot \sin(\theta_2).

Находим sin(θ2)\sin(\theta_2):

sin(θ2)=0.8661.50.577.\sin(\theta_2) = \frac{0.866}{1.5} \approx 0.577.

Угол θ2\theta_2 определяется как:

θ2=arcsin(0.577)35.\theta_2 = \arcsin(0.577) \approx 35^\circ.

Итак, свет преломляется под углом 3535^\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 (nстеклоn_{\text{стекло}}) в воздух (nвоздухn_{\text{воздух}}). Угол падения на границу θ2=35\theta_2 = 35^\circ, а угол выхода θ3\theta_3 можно найти с использованием того же закона Снеллиуса:

nстеклоsin(θ2)=nвоздухsin(θ3).n_{\text{стекло}} \cdot \sin(\theta_2) = n_{\text{воздух}} \cdot \sin(\theta_3).

Подставляем значения:

1.5sin(35)=1sin(θ3).1.5 \cdot \sin(35^\circ) = 1 \cdot \sin(\theta_3).

Вычислим sin(35)\sin(35^\circ). Значение приближённо равно 0.5730.573. Уравнение становится:

1.50.573=sin(θ3).1.5 \cdot 0.573 = \sin(\theta_3).

Находим sin(θ3)\sin(\theta_3):

sin(θ3)=0.859.\sin(\theta_3) = 0.859.

Угол θ3\theta_3 определяется как:

θ3=arcsin(0.859)59.5.\theta_3 = \arcsin(0.859) \approx 59.5^\circ.

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

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос