Под каким углом следует направить луч света из воздуха на горный хрусталь, чтобы отраженный луч стал перпендикулярным

Инструкция: Когда свет падает на поверхность, часть его отражается, а часть преломляется. Закон Снеллиуса позволяет нам определить угол падения, при котором отраженный луч становится перпендикулярным к отраженному. Если мы хотим, чтобы отраженный луч был перпендикулярным, нужно найти такой угол падения, при котором показатель преломления вещества, через которое проходит луч, равен показателю преломления вещества, через которое будет проходить отраженный луч.

Мы можем использовать закон Снеллиуса для решения этой задачи. Формула для закона Снеллиуса выглядит следующим образом:

n₁ * sin(θ₁) = n₂ * sin(θ₂)

Где
— n₁ и n₂ — показатели преломления вещества, из которого падает луч и вещества, в которое луч проникает после отражения, соответственно
— θ₁ и θ₂ — углы падения и преломления

Мы можем найти угол падения, при котором отраженный луч будет перпендикулярным, зная показатели преломления для воздуха и горного хрусталя.

Пример использования:
Допустим, показатель преломления воздуха равен 1 (так как воздух имеет близкий к единице показатель преломления), а показатель преломления горного хрусталя равен 1.5. Мы хотим найти угол падения, чтобы отраженный луч стал перпендикулярным отраженному.

Используем формулу закона Снеллиуса:
1 * sin(θ₁) = 1.5 * sin(90°)

Отсюда мы можем найти угол падения, θ₁:
θ₁ = arcsin(sin(90°) / 1.5)

Подставляя значения, получаем:
θ₁ ≈ arcsin(1 / 1.5)
θ₁ ≈ arcsin(0.67)
θ₁ ≈ 42.23°

Таким образом, для того чтобы отраженный луч стал перпендикулярным отраженному, нужно направить луч света из воздуха на горный хрусталь под углом приблизительно 42.23°.

Совет: Для лучшего понимания закона Снеллиуса можно провести визуальный эксперимент, используя стакан с водой и лазерный указатель. Попробуйте менять угол падения света на поверхность воды и наблюдайте, как меняется угол преломления и отражения.

Упражнение: Найдите угол падения, чтобы отраженный луч стал перпендикулярным отраженному в случае, если показатель преломления воздуха равен 1, а показатель преломления вещества, в которое падает свет, равен 1.33.