Луч света падает на поверхность воды под углом 30градусом к горизонту .найти угол отражения и угол преломления луча .Для воды показатель преломления n=4/3

Когда свет падает на поверхность воды под углом 30° к горизонту, важно учесть несколько принципов оптики, чтобы найти угол отражения и угол преломления. Давайте разберемся шаг за шагом:

1. Угол отражения:

Согласно закону отражения, угол отражения всегда равен углу падения. Это означает, что угол между падающим лучом и нормалью (перпендикуляром к поверхности) будет равен углу между отраженным лучом и той же нормалью.

В данном случае угол падения $\theta_1 = 30^\circ$ (относительно горизонта), но нужно определить угол падения относительно нормали (к поверхности воды). Поскольку нормаль перпендикулярна поверхности воды, угол падения относительно нормали будет:

Согласно закону отражения, угол отражения $\theta_2'$ будет равен углу падения относительно нормали:

Таким образом, угол отражения $\theta_2 = 30^\circ$ относительно горизонта, поскольку он будет симметричен углу падения относительно поверхности.

2. Угол преломления:

Чтобы найти угол преломления, нужно использовать закон Снеллиуса, который связывает углы падения и преломления с показателями преломления двух сред:

Где:

• $n_1$ — показатель преломления воздуха (приблизительно 1),
• $n_2$ — показатель преломления воды, который равен $\frac{4}{3}$,
• $\theta_1' = 60^\circ$ — угол падения относительно нормали,
• $\theta_2'$ — угол преломления в воде.

Теперь подставим данные в формулу:

Подставляем это в уравнение:

Решаем для $\sin(\theta_2')$:

Теперь находим $\theta_2'$:

Таким образом, угол преломления в воде $\theta_2' \approx 41.8^\circ$.

Результаты:

• Угол отражения $\theta_2$ относительно горизонта составляет 30°.
• Угол преломления $\theta_2'$ в воде составляет примерно 41.8°.