Угол падения луча из воздуха на поверхность воды равен 30". Найдите угол преломления и угол между преломленным лучом и поверхностью воды

ответ к заданию по физике
 

Добрый день! Рад выступить в роли вашего школьного учителя и помочь вам разобраться с данным вопросом.

Для решения данной задачи мы будем использовать закон преломления света, известный как закон Снеллиуса. Согласно этому закону, отношение синусов углов падения и преломления равно отношению показателей преломления сред.

Для начала, нам необходимо знать показатель преломления воздуха и показатель преломления воды. Взятое для расчётов значение показателя преломления для воздуха составляет около 1 (~1,0003), так как это значение отклоняется от 1 лишь на незначительную величину. Показатель преломления воды равен примерно 1,33.

Теперь, чтобы найти угол преломления, мы воспользуемся формулой Снеллиуса:
n₁*sin(θ₁) = n₂*sin(θ₂),

где
n₁ - показатель преломления первой среды (в нашем случае воздуха);
θ₁ - угол падения;
n₂ - показатель преломления второй среды (в нашем случае воды);
θ₂ - угол преломления.

Мы знаем, что угол падения равен 30°. Подставляя известные значения в формулу, получаем:
1*sin(30°) = 1,33*sin(θ₂).

Далее, решаем данное уравнение относительно θ₂:
sin(θ₂) = (1*sin(30°))/1,33 ≈ 0,4496.

Чтобы найти угол преломления θ₂, мы можем использовать обратную тригонометрическую функцию arcsin. Применяя её к нашему результату, получаем:
θ₂ ≈ arcsin(0,4496) ≈ 27°.

Итак, угол преломления вода в данной ситуации равен примерно 27°.

Наконец, найдем угол между преломленным лучом и поверхностью воды (назовем его углом отражения). По закону преломления света, угол падения и угол преломления лежат в одной плоскости. В нашем случае, угол преломления равен 27°, а угол падения был 30°. Тогда угол отражения будет равен разности между углом падения и углом преломления:
Угол отражения = 30° - 27° = 3°.

Таким образом, угол между преломленным лучом и поверхностью воды составляет 3°.

Надеюсь, данное объяснение и решение помогли вам разобраться с вопросом. Если у вас возникнут еще какие-либо вопросы, буду рад помочь!