Question

Определи предельный угол полного отражения на границе вещества со стеклом, показатель преломления которого равен 1,8, если известно, что на границе этого вещества с воздухом предельный угол полного отражения равен 15°. ответ дай с точностью до градуса.

Answer 1

Чтобы ответить на этот вопрос, нам понадобятся некоторые основные определения и законы оптики.

Предельный угол полного отражения - это угол падения света на границу раздела двух сред, при котором луч полностью отражается, а не преломляется. Этот угол зависит от показателей преломления среды, через которую свет падает (воздуха в данном случае) и среды, в которую свет попадает (стекла в данном случае).

Для начала нам понадобится закон преломления света, который гласит: отношение синуса угла падения (sin i) к синусу угла преломления (sin r) равно отношению показателей преломления сред (n1 и n2): sin i / sin r = n2 / n1.

Поскольку у нас известен угол падения на границе вещества и воздух, а также показатель преломления воздуха (приближенно равный 1), мы можем использовать этот закон для нахождения показателя преломления вещества со стеклом (n2).

sin i / sin r = n2 / n1

Заменяя значения:

sin 15° / sin r = 1,8 / 1

sin 15° / sin r = 1,8

Теперь необходимо найти значение угла преломления (r), чтобы затем вычислить предельный угол полного отражения.

Для этого у нас есть другой закон преломления, который гласит: sin i / sin r = n2 / n1

Так как мы знаем, что угол полного отражения на границе вещества и воздуха равен 15°, это означает, что угол преломления (r) также будет равен 15°.

Теперь мы можем использовать это значение в нашем равенстве:

sin 15° / sin 15° = 1,8 / 1

sin 15° / sin 15° = 1,8

Теперь решим это уравнение:

sin 15° = 1,8 * sin 15°

Найдем sin 15°, используя калькулятор синуса:

sin 15° ≈ 0,2588

Теперь мы можем решить уравнение:

0,2588 = 1,8 * sin 15°

Делим обе стороны на 1,8:

0,2588 / 1,8 = sin 15°

sin 15° ≈ 0,1438

Теперь нам нужно найти значение угла, соответствующее этому синусу. Для этого используем обратную функцию синуса (sin^(-1)):

sin^(-1) (0,1438) ≈ 8,28°

Таким образом, предельный угол полного отражения на границе вещества со стеклом составляет около 8,28°. Ответ дается с точностью до градуса.