Как построить путь луча, изображенного на рисунке, когда он проходит через пластинку с плоскопараллельными гранями

Хорошо, давайте решим эту задачу шаг за шагом, чтобы ответ был понятен школьнику.

1. Предоставлен нам рисунок с пластинкой, имеющей плоскопараллельные грани, и лучом света, проходящим через эту пластинку. Нам нужно построить путь этого луча.

2. Первым шагом нам нужно учесть, что показатель преломления вещества пластинки больше, чем показатель преломления окружающей среды. Очень важно помнить, что луч света будет преломляться при переходе из одной среды в другую.

3. Вторым шагом нужно определить, как пластинка влияет на путь луча. Поскольку грани пластинки плоские и параллельные, луч света, проходящий через пластинку, будет преломляться дважды.

4. Далее, чтобы определить путь луча, нам потребуется знать закон преломления Снеллиуса. Этот закон гласит, что отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению показателей преломления двух сред: \(n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)\), где \(n_1\) и \(n_2\) - показатели преломления окружающей среды и вещества пластинки соответственно, а \(\theta_1\) и \(\theta_2\) - углы падения и преломления соответственно.

5. Теперь, с учетом данной информации, мы можем приступить к построению пути луча. Первым шагом заметим, что луч падает на границу пластинки под определенным углом, назовем его \(\theta_1\).

6. Следующим шагом применим закон Снеллиуса к первому преломлению луча, учитывая, что показатель преломления вещества пластинки выше, чем показатель преломления окружающей среды. Мы можем записать соотношение: \(n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)\). Здесь \(n_1\) - показатель преломления окружающей среды, \(n_2\) - показатель преломления вещества пластинки, а \(\theta_2\) - угол преломления луча внутри пластинки.

7. Далее нам нужно учесть, что грани пластинки плоские и параллельные. Поэтому после прохождения через первую грань луч света будет параллелен исходному направлению. Значит, угол преломления на второй поверхности будет равен углу падения на первой поверхности, то есть \(\theta_2 = \theta_1\).

8. Используя данное равенство и закон Снеллиуса, мы можем переписать его в следующем виде: \(n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_1)\), или, упрощая, \(n_1 = n_2\), так как \(\sin(\theta_1)\) сокращается.

9. Из этого соотношения видно, что показатель преломления окружающей среды и показатель преломления вещества пластинки должны быть равны, чтобы не было преломления и луч проходил по прямой. Однако, по условию задачи, показатель преломления вещества пластинки выше, чем показатель преломления окружающей среды. Значит, луч света будет преломляться и его путь не будет прямым.

10. В итоге, путь луча будет состоять из двух преломлений, происходящих на границах пластинки. Угол преломления на первой границе будет отличаться от угла преломления на второй границе.

Все шаги, которые мы сделали в этом объяснении, были направлены на то, чтобы показать, как определить путь луча в данной задаче. Я надеюсь, что данное пошаговое решение было понятным и полезным для вас. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!