Чтобы решить эту задачу, будем использовать закон Снеллиуса, который описывает связь между углами падения и преломления света при переходе из одной среды в другую.
Дано:
- Угол преломления (θ₂) = 30 градусов
- Показатель преломления прозрачной среды (n₂) = √3
- Показатель преломления воздуха (n₁) ≈ 1
Задача:
Найти угол падения (θ₁).
Используемый закон:
Закон Снеллиуса формулируется следующим образом:
\[ n_1 \cdot \sin(θ_1) = n_2 \cdot \sin(θ_2) \]
где:
- n₁ — показатель преломления первой среды (воздуха),
- n₂ — показатель преломления второй среды (прозрачной среды),
- θ₁ — угол падения, который мы ищем,
- θ₂ — угол преломления.
Подставим известные значения:
- Показатель преломления воздуха (n₁) = 1
- Показатель преломления прозрачной среды (n₂) = √3
- Угол преломления (θ₂) = 30 градусов, тогда \(\sin(θ₂) = \sin(30^\circ) = \frac{1}{2}\)
Подставим данные значения в уравнение:
\[ 1 \cdot \sin(θ_1) = √3 \cdot \frac{1}{2} \]
Упростим уравнение:
\[ \sin(θ_1) = \frac{√3}{2} \]
Найдем угол падения θ₁:
Угол, для которого синус равен \(\frac{√3}{2}\), равен 60 градусов:
\[ θ_1 = 60^\circ \]
Ответ:
Луч света падает на границу раздела сред под углом 60 градусов.