Какова толщина стеклянной плоскопараллельной пластинки, если смещение луча света при его прохождении через нее составляет 3 см, угол падения луча на пластинку равен 60°, а показатель преломления стекла составляет 1,5?
Алиса
Чтобы решить эту задачу, мы можем применить закон преломления света, который гласит, что отношение синуса угла падения \(\theta_1\) к синусу угла преломления \(\theta_2\) равно отношению показателей преломления двух сред.
Мы знаем, что угол падения \(\theta_1\) равен 60°, а показатель преломления стекла равен 1,5. Очевидно, что угол преломления \(\theta_2\) будет меньше 60°, так как свет идет от среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления.
Используя формулу закона преломления, мы можем записать следующее уравнение:
\[
\frac{{\sin(\theta_1)}}{{\sin(\theta_2)}} = \frac{{n_2}}{{n_1}}
\]
Где \(n_1\) - показатель преломления первой среды (в нашем случае воздуха), \(n_2\) - показатель преломления второй среды (стекла).
Подставляя значения, у нас получается:
\[
\frac{{\sin(60°)}}{{\sin(\theta_2)}} = \frac{{1,5}}{{1}}
\]
Чтобы найти угол преломления \(\theta_2\), давайте найдем сначала синус этого угла:
\[
\sin(\theta_2) = \frac{{\sin(60°)}}{{1,5}}
\]
Вычисляя это выражение, мы получаем:
\[
\sin(\theta_2) \approx 0,577
\]
Теперь найдем сам угол преломления \(\theta_2\), путем применения обратной функции синуса (возьмем только положительное значение, так как угол преломления всегда положителен):
\[
\theta_2 \approx \arcsin(0,577) \approx 35,3°
\]
Теперь, чтобы найти толщину пластинки, мы можем использовать геометрические соображения. Мы знаем, что при прохождении луча света через пластинку происходит его смещение на 3 см.
\[\tan(\theta_2) = \frac{{\text{{Толщина пластинки}}}}{{\text{{Смещение луча}}}}\]
Подставляя значения, у нас получается:
\[\tan(35,3°) = \frac{{\text{{Толщина пластинки}}}}{{3 \, \text{{см}}}}\]
И теперь мы можем найти толщину пластинки:
\[\text{{Толщина пластинки}} = 3 \, \text{{см}} \times \tan(35,3°) \approx 2,47 \, \text{{см}}\]
Таким образом, толщина стеклянной плоскопараллельной пластинки примерно равна 2,47 см.
Мы знаем, что угол падения \(\theta_1\) равен 60°, а показатель преломления стекла равен 1,5. Очевидно, что угол преломления \(\theta_2\) будет меньше 60°, так как свет идет от среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления.
Используя формулу закона преломления, мы можем записать следующее уравнение:
\[
\frac{{\sin(\theta_1)}}{{\sin(\theta_2)}} = \frac{{n_2}}{{n_1}}
\]
Где \(n_1\) - показатель преломления первой среды (в нашем случае воздуха), \(n_2\) - показатель преломления второй среды (стекла).
Подставляя значения, у нас получается:
\[
\frac{{\sin(60°)}}{{\sin(\theta_2)}} = \frac{{1,5}}{{1}}
\]
Чтобы найти угол преломления \(\theta_2\), давайте найдем сначала синус этого угла:
\[
\sin(\theta_2) = \frac{{\sin(60°)}}{{1,5}}
\]
Вычисляя это выражение, мы получаем:
\[
\sin(\theta_2) \approx 0,577
\]
Теперь найдем сам угол преломления \(\theta_2\), путем применения обратной функции синуса (возьмем только положительное значение, так как угол преломления всегда положителен):
\[
\theta_2 \approx \arcsin(0,577) \approx 35,3°
\]
Теперь, чтобы найти толщину пластинки, мы можем использовать геометрические соображения. Мы знаем, что при прохождении луча света через пластинку происходит его смещение на 3 см.
\[\tan(\theta_2) = \frac{{\text{{Толщина пластинки}}}}{{\text{{Смещение луча}}}}\]
Подставляя значения, у нас получается:
\[\tan(35,3°) = \frac{{\text{{Толщина пластинки}}}}{{3 \, \text{{см}}}}\]
И теперь мы можем найти толщину пластинки:
\[\text{{Толщина пластинки}} = 3 \, \text{{см}} \times \tan(35,3°) \approx 2,47 \, \text{{см}}\]
Таким образом, толщина стеклянной плоскопараллельной пластинки примерно равна 2,47 см.
Знаешь ответ?