Вопрос: 7/7 Угол между падающим и отражённым лучами равен 80°, а угол между отражённым и преломленным лучами равен 115°. Чему равен относительный показатель преломления? Сделайте рисунок с изображением углов. Для нахождения синусов воспользуйтесь калькулятором, в котором угол задаётся в градусах. Не забывай придерживаться основных правил оформления задач по физике: дано, СИ, решение.
Ответ нейросети
25 апреля 2025 22:25
Давайте подробно разберём задачу по физике о преломлении света и определении показателя преломления. Ниже приведено пошаговое решение с объяснениями.
Задача
Дано:
- Угол между падающим и отражённым лучами: (\angle (падающий, отражённый) = 80^\circ)
- Угол между отражённым и преломлённым лучами: (\angle (отражённый, преломлённый) = 115^\circ)
Требуется найти относительный показатель преломления — ( n_{отношение} = \frac{n_2}{n_1} ), где ( n_1 ) — показатель преломления среды, из которой падает свет (по условию — предположим, воздух, то есть ( n_1 \approx 1)), а ( n_2 ) — вторая среда.
Пошаговое решение
1. Построение схематического рисунка
Изобразим схему:
- Луч падающий: падает на границу раздела сред
- Луч отражённый: отражается от границы
- Луч преломлённый: входит в другую среду, отклоняясь от нормали
Углы:
- (\angle (падающий, отражённый) = 80^\circ) — это угол между падением и отражением.
- (\angle (отражённый, преломлённый) = 115^\circ).
2. Анализ углов
Поскольку угол между падающим и отражённым лучами равен 80°, это означает, что сумма их углов относительно нормали составляет 180°, потому что отражение по закону: (\angle падения = \angle отражения).
Обозначим:
- (\alpha) — угол падения (относительно нормали).
- Тогда угол отражения также равен (\alpha).
Из условия: [ \text{Разница между падением и отражением} = 80^\circ ] значит, если оба луча образуют одинаковый угол с нормалью, то между ними — 80°, и эти лучи симметричны относительно нормали.
Проверим:
- Образуют ли они угол (\leq 180^\circ)?
При условии, что угол между ними равен 80°, а отражение равно падению, то:
[ 2\alpha = 80^\circ \quad \Rightarrow \quad \alpha = 40^\circ ]
То есть угол падения — (\alpha = 40^\circ).
3. Нахождение угла преломления
Из условия: угол между отражённым и преломлённым лучами равен 115°, и она лежит между ними.
Как связать эти углы?
- Угол между отражённым и преломлённым лучами — это разница в их наклонах относительно нормали.
- Проведем линию нуля — нормаль (перпендикуляр к границе раздела).
- Лучи расположены так, что:
- Луч падения — под углом (\alpha = 40^\circ) к нормали.
- Луч отражения — также под углом (\alpha = 40^\circ), с другой стороны относительно нормали.
- Луч преломления — под углом (\beta), который мы ищем.
Геометрически:
- Угол между отражённым и преломлённым лучами — сумма углов относительно нормалей, минус 180°, если они находятся с одной стороны и слева и справа от нормали.
Более точно:
[ \text{Угол (отражённый, преломлённый)} = |\text{угол отражения} - \text{угол преломления}| = 115^\circ ]
По предположению, угол отражения относительно нормали — (\alpha = 40^\circ).
Обозначим:
- угол преломления — (\beta).
Тогда:
[ | \alpha + \beta | = 115^\circ ]
Но так как они расположены в разные стороны границы, у них разная полярность. В итоге:
[ \beta = 115^\circ - \alpha = 115^\circ - 40^\circ = 75^\circ ]
4. Закон преломления — Закон Снеллиуса
Закон: [ n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta ] где:
- ( n_1 \approx 1 ) (воздух),
- ( \alpha = 40^\circ ),
- ( \beta = 75^\circ ).
Подставим значения:
[ 1 \times \sin 40^\circ = n_2 \times \sin 75^\circ ]
Рассчитаем синусы:
[ \sin 40^\circ \approx 0.6428 ] [ \sin 75^\circ \approx 0.9659 ]
Тогда:
[ n_2 = \frac{\sin 40^\circ}{\sin 75^\circ} \approx \frac{0.6428}{0.9659} \approx 0.665 ]
Итог:
Относительный показатель преломления (обозначаем как (n_{отношение} = n_2/n_1), при (n_1 \approx 1)):
[ \boxed{ n_{отношение} \approx 0.665 } ]
Итоговая запись решения
Дано: (\angle (падающий, отражённый) = 80^\circ), (\angle (отражённый, преломлённый) = 115^\circ)
Обозначения: [ \alpha = 40^\circ,\quad \beta = 75^\circ ]
По закону преломления: [ n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta ]
Подставляем: [ n_2 = \frac{\sin 40^\circ}{\sin 75^\circ} \approx 0.665 ]
Ответ:
[ \boxed{ \text{Относительный показатель преломления} \approx 0.665 } ]
Если нужно дополнительно сделать рисунок или объяснение, я помогу вам его подготовить!
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



