Вопрос школьника
На стакан, наполненный доверху водой, положили стеклянную пластинку. Под каким углом должен падать на пластинку луч света, чтобы от поверхности раздела вода — стекло произошло полное отражение? Показатель преломления стекла 1,5
Ответ от учителя
Для того чтобы понять, под каким углом должен падать луч света на стеклянную пластинку, чтобы произошло полное отражение от поверхности раздела вода-стекло, нужно использовать закон преломления Снелла и закон отражения света.
Закон преломления Снелла гласит, что отношение синуса угла падения (угла между лучом света и нормалью к поверхности раздела) к синусу угла преломления (угла между лучом света внутри стекла и нормалью к поверхности раздела) равно отношению показателей преломления двух сред:
sin(угол падения) / sin(угол преломления) = n2 / n1
где n1 — показатель преломления первой среды (воды), n2 — показатель преломления второй среды (стекла).
Закон отражения света гласит, что угол падения равен углу отражения.
Таким образом, для того чтобы произошло полное отражение от поверхности раздела вода-стекло, нужно, чтобы угол падения был больше критического угла, при котором синус угла преломления становится равным единице (так как синус угла не может быть больше единицы). Из уравнения закона преломления Снелла можно выразить критический угол:
sin(угол критический) = n2 / n1
sin(угол критический) = 1,5 / 1,33 (показатель преломления воды)
sin(угол критический) ≈ 1,13
угол критический ≈ 48,8 градусов
Таким образом, чтобы произошло полное отражение от поверхности раздела вода-стекло, нужно, чтобы угол падения был больше 48,8 градусов.
