2023-08-10
Пучок параллельных световых лучей падает из воздуха на толстую стеклянную пластину под углом $60^{ \circ}$ и, преломляясь, переходит в стекло. Ширина пучка в воздухе 10 см. Определите ширину пучка в стекле. Показатель преломления стекла 1,51. Результат представьте в единицах СИ и округлите до сотых.
Решение:
Для решения задачи необходимо выполнить рисунок.
Для падающего и преломленного лучей запишем закон преломления.
$\frac{ \sin \alpha}{ \sin \beta} = \frac{n_{2}}{n_{1}} = n_{2}$.
Отсюда определим угол преломления $\beta$.
$s\in \beta = \frac{ \sin \alpha}{ n_{2}} = \frac{ \sin 60^{ \circ}}{1,51} \approx 0,574$.
$\beta = arcsin 0,574 \approx 35^{ \circ}$.
Из рисунка видно, что прямоугольные треугольники $ABC$ и $ABD$ имеют общую гипотенузу $AB$.
$AB = \frac{a}{ \cos \alpha}; AB = \frac{b}{ \cos \beta}$.
Приравнивая правые части уравнений, получим.
$\frac{a}{ \cos \alpha} = \frac{b}{ \cos \beta}$.
Отсюда ширина пучка $b$ в стекле будет равны
$b = \frac{a \cos \beta}{ \cos \alpha} = \frac{0,1 \cdot \cos 35^{ \circ}}{ \cos 60^{ \circ}} = 0,16 (м)$.