1. Луч света падает на границу раздела двух сред воздух - кварц, определите скорость распространения света в твердой среде, результат округлите до тысяч км/с. Найднте угол падения на плоскость твердой поверхности среды, если угол преломления составил 34°

Для решения задачи нам нужно использовать закон Снеллиуса, который описывает связь между углами падения и преломления света при переходе из одной ...

Скорость света в вакууме $c$ составляет примерно $299,792$ км/с. Для кварца показатель преломления $n$ равен примерно $1.46$.

Скорость света в среде определяется по формуле:

$$v = \frac{c}{n}$$

где:

• $v$ — скорость света в среде,
• $c$ — скорость света в вакууме,
• $n$ — показатель преломления среды.

Подставим значения:

$$v = \frac{299,792 \text{ км/с}}{1.46} \approx 204,000 \text{ км/с}$$

Округляем до тысяч:

$$v \approx 204 \text{ км/с}$$

Закон Снеллиуса формулируется следующим образом:

$$n1) = n2)$$

где:

• $n1 \approx 1.00$),
• $n2 \approx 1.46$),
• $\theta_1$ — угол падения,
• $\theta_2$ — угол преломления (в данном случае $34^{\circ}$).

Подставим известные значения:

$$1.00 \cdot \sin(\theta_1) = 1.46 \cdot \sin(34^{\circ})$$

Сначала найдем $\sin(34^{\circ})$:

$$\sin(34^{\circ}) \approx 0.5592$$

Теперь подставим это значение в уравнение:

$$\sin(\theta_1) = 1.46 \cdot 0.5592 \approx 0.815$$

Теперь найдем угол падения $\theta_1$:

$$\theta_1 = \arcsin(0.815) \approx 55.5^{\circ}$$

На чертеже мы можем изобразить две среды: воздух и кварц. Угол падения $\theta2$ будет равен $34^{\circ}$.

1. Нарисуйте горизонтальную линию, представляющую границу между воздухом и кварцем.
2. Отметьте угол $\theta_1 = 55.5^{\circ}$ от нормали (перпендикуляра к границе) в воздухе.
3. Отметьте угол $\theta_2 = 34^{\circ}$ от нормали в кварце.

Скорость света в кварце: $204$ км/с.
Угол падения: $55.5^{\circ}$.
Чертеж: изображение границы между воздухом и кварцем с углами $55.5^{\circ}$ и $34^{\circ}$.