Каков угол падения света на поверхность воды, если угол преломления составляет 18 градусов?

Чтобы определить угол падения света на поверхность воды, если угол преломления составляет 18 градусов, нам понадобится воспользоваться законом преломления света.

Закон преломления света утверждает, что угол падения света на границу раздела двух сред равен углу преломления, умноженному на показатель преломления первой среды и деленному на показатель преломления второй среды.

Математически формула закона преломления выглядит так:

\[ n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2) \]

где
\( n_1 \) - показатель преломления первой среды (воздуха),
\( \theta_1 \) - угол падения света,
\( n_2 \) - показатель преломления второй среды (воды),
\( \theta_2 \) - угол преломления.

У нас есть угол преломления (\( \theta_2 \)), равный 18 градусов. Чтобы определить угол падения (\( \theta_1 \)), мы должны знать показатель преломления воздуха (\( n_1 \)) и показатель преломления воды (\( n_2 \)).

Воздух имеет показатель преломления, близкий к 1, поэтому для наших целей мы можем считать \( n_1 \) равным 1. Однако показатель преломления воды нам нужен для полного решения задачи.

Показатель преломления воды является функцией от длины волны света и может варьироваться незначительно в зависимости от температуры и состава воды. Приближенное значение показателя преломления воды можно принять равным 1,33.

Теперь мы можем использовать формулу закона преломления, чтобы определить угол падения (\( \theta_1 \)):

\[ 1 \cdot \sin(\theta_1) = 1.33 \cdot \sin(18^\circ) \]

Для решения этого уравнения нам потребуется взять обратный синус (или арксинус) от обеих сторон уравнения, чтобы изолировать \( \theta_1 \).

\[ \theta_1 = \arcsin\left(\frac{1.33 \cdot \sin(18^\circ)}{1}\right) \]

Подставляя числовые значения и используя калькулятор, получаем:

\[ \theta_1 \approx 29.09^\circ \]

Итак, угол падения света на поверхность воды составляет примерно 29.09 градусов.