Физические задачи

Содержимое статьи:

3. Угол падения луча на поверхность стекла

• Данные задачи:
• Угол падения луча на поверхность воды: 45°
• Угол преломления в воде: неизвестен
• Угол падения луча на поверхность стекла: неизвестен
• Угол преломления в стекле: равен углу преломления в воде
• Искомое: угол падения луча на поверхность стекла
• Решение:
  
  1. По закону преломления для воды:
     

     sin(угол падения) / sin(угол преломления) = n

     где n — показатель преломления воды (1,33).

  2. Так как угол преломления в стекле и воде одинаков, то из закона преломления для стекла:
     

     sin(угол падения в стекле) / sin(угол преломления в стекле) = n'

     где n' — показатель преломления стекла (1,5).

  3. Уравниваем правые части обеих формул:
     

     n / sin(угол преломления) = n' / sin(угол падения в стекле)

  4. Подставляем числовые значения и выражаем угол падения в стекле:
     

     1,33 / sin(угол преломления) = 1,5 / sin(угол падения в стекле)

     sin(угол падения в стекле) = 1,5 / 1,33 * sin(угол преломления)

  5. Вычисляем значение угла падения в стекле, учитывая, что sin(угол падения) = sin(45°) = √2/2:
     

     sin(угол падения в стекле) = 1,5 / 1,33 * √2 / 2 ≈ 0,831

     угол падения в стекле ≈ 57,4°

     4. Длина волны в воде

• Данные задачи:
• Длина волны в воздухе: 0,4 мкм
• Скорость света в воздухе: 3 * 10^8 м/с
• Показатель преломления воды: 1,33
• Искомое: длина волны в воде
• Решение:
  
  1. Скорость света в воде:
     

     v_вода = v_воздух / n

     v_вода = 3 * 10^8 м/с / 1,33 ≈ 2,26 * 10^8 м/с

  2. Длина волны в воде:
     

     длина волны_вода = v_вода * период

     длина волны_вода = v_вода * длина волны_воздух / v_воздух

     длина волны_вода ≈ 2,26 * 10^8 м/с * 0,4 * 10^-6 м / 3 * 10^8 м/с ≈ 0,3 мкм