2017-04-16
В ясный солнечный безветренный полдень солнце стоит в зените, и тень на дне прозрачного озера от плывущего по нему плота имеет размеры $6 м \times 8 м$. Каковы будут ее размеры, если все небо будет затянуто сплошными тучами? Глубина озера 2 м, показатель преломления воды 1,33. Размерами солнца в данной задаче можно пренебречь.
Решение:
Поскольку солнце можно считать точечным источником, а расстояние до него значительно превышает глубину пруда, то в первом случае размеры тени совпадают с размерами плота.
Во втором случае свет исходит от каждой точки неба, поэтому будут лучи, идущие "снаружи" от плота и освещающие область под ним. В частности, можно рассмотреть луч, идущий почти от горизонта (см. рис. ). В соответствии с законом преломления можно записать
$\sin \alpha = \frac{n_{1}}{n_{2}} \sin 90^{ \circ}, x = h tg \alpha = h \frac{ \sin \alpha}{ \sqrt{1 - \sin^{2} \alpha}} = 2,27 м$.
Поэтому размеры тени будут 1,46 м $\times$ 3,46 м.