Искомое положение источника изображено на рисунке. Оно определяется из условия, что касательные к шару лучи света, испущенные источником, падают на границу раздела «вода-воздух» под предельным углом полного отражения. В этом случае действительно ни один луч от источника не выйдет в воздух, т.к. часть лучей будет перекрыта шаром, а все остальные лучи заведомо испытают полное отражение на границе раздела сред. Если переместить источник на меньшую глубину, свет по-прежнему не выйдет из воды, если же, наоборот, погрузить источник глубже, чем Нmax, то найдется часть лучей, которые будут падать на границу под углами, меньшими предельного угла полного отражения, и пройдут в воздух.
Минимальный угол α падения луча на границу «вода-воздух» определяется равенством
T=2/200=0,01 сек
200*pi*t=w*t
w=200*pi~ 628 рад/сек
2)
q0=20мкКл
3)
w=1/корень(L*C)
L*C=1/w^2
L=1/(C*w^2)=1/(50*10^(-6)*(200*pi)^2)= 0,050660592 Гн ~ 0,05 Гн
4)
I=q`=20*200*pi*cos(200*pi*t)*10^(-6)А=4*pi*10^(-3)*cos(200*pi*t)А= 0,012566371 cos(200*pi*t)А
U=L*I`=0,05*4*pi*10^(-3)*200*pi*sin(200*pi*t)В= 0,394784176*sin(200*pi*t)В
5)
W=CU^2/2=50*10^(-6)*0,394784176^2/2= 3,89636E-06 Дж
6)
график q=20*sin(200*pi*t)мкКл- самостоятельно