Вопрос школьника
На внешней поверхности шара помещён точечный источник света. При каких значениях показателя преломления n все выходящие из шара лучи (за исключением луча, прошедшего через центр шара) будут наклонены относительно оси, проведенной через источник и центр шара?
Ответ от учителя
Для того чтобы понять, при каких значениях показателя преломления n все выходящие из шара лучи будут наклонены относительно оси, проведенной через источник и центр шара, нужно рассмотреть процесс преломления света внутри шара.
Когда луч света попадает на поверхность шара, он преломляется в соответствии с законом преломления Снелла. Если показатель преломления среды, из которой приходит луч, меньше показателя преломления материала шара, то луч отклоняется от нормали к поверхности шара в сторону, близкую к оси, проведенной через источник и центр шара. Если же показатель преломления среды, из которой приходит луч, больше показателя преломления материала шара, то луч отклоняется от нормали в сторону, близкую к перпендикуляру к поверхности шара.
Таким образом, чтобы все выходящие из шара лучи были наклонены относительно оси, проведенной через источник и центр шара, нужно, чтобы показатель преломления материала шара был меньше показателя преломления среды, из которой приходят лучи. В этом случае все лучи будут отклоняться от нормали в сторону, близкую к оси, проведенной через источник и центр шара.
Если же показатель преломления материала шара больше показателя преломления среды, из которой приходят лучи, то лучи будут отклоняться от нормали в сторону, близкую к перпендикуляру к поверхности шара, и не будут наклонены относительно оси, проведенной через источник и центр шара.
Таким образом, ответ на вопрос состоит в том, что все выходящие из шара лучи будут наклонены относительно оси, проведенной через источник и центр шара, если показатель преломления материала шара меньше показателя преломления среды, из которой приходят лучи.
