Какой рост будет казаться человеку наблюдателю, если он входит в воду и погружается на половину своего роста, причем

Какой рост будет казаться человеку наблюдателю, если он входит в воду и погружается на половину своего роста, причем его рост составляет 1,8 метра, а показатель преломления воды равен 1,33? Луч, отраженный от ног человека в воде и преломленный, попадает в глаз наблюдателя под углом 60° к поверхности воды.
Yahont_4830

Yahont_4830

Чтобы решить эту задачу, нам потребуется использовать законы преломления света. Первым делом, найдем, насколько вода изменит направление светового луча при его прохождении через границу воздух-вода, используя закон Снеллиуса.

Закон Снеллиуса формулируется следующим образом:
\[\frac{{n_1}}{{n_2}} = \frac{{\sin(\theta_2)}}{{\sin(\theta_1)}}\]
Где \(n_1\) и \(n_2\) - показатели преломления первой и второй сред соответственно, \(\theta_1\) и \(\theta_2\) - углы падения и преломления соответственно.

В данной задаче, показатель преломления воды (\(n_2\)) равен 1,33, а угол преломления (\(\theta_2\)) равен 60°. Нам неизвестен угол падения (\(\theta_1\)).

Поскольку луч попадает в глаз наблюдателя, следовательно, он исходит из точки, где находится глаз. Это означает, что отраженный луч должен пройти через ту же границу воздух-вода, но в обратном направлении.

Таким образом, у нас есть два треугольника: треугольник, образованный преломленным и падающим лучами в среде воды, и треугольник, образованный падающим и отраженным лучами в среде воздуха. Оба треугольника имеют одинаковые значения углов.

Используя свойства треугольника, мы можем установить следующее равенство:
\(\theta_1 + \theta_2 + 90° = 180°\)

Из этого равенства можно выразить \(\theta_1\):
\(\theta_1 = 180° - \theta_2 - 90°\)

Вставляем известные значения:
\(\theta_1 = 180° - 60° - 90°\)
\(\theta_1 = 30°\)

Теперь для обратного процесса преломления (возвращение из воды в воздух) мы можем применить закон Снеллиуса снова, но меняем местами показатели преломления и углы:
\[\frac{{n_2}}{{n_1}} = \frac{{\sin(\theta_1)}}{{\sin(\theta_2)}}\]

Подставляем известные значения:
\[\frac{{1,33}}{{1}} = \frac{{\sin(30°)}}{{\sin(60°)}}\]

Теперь находим значение синуса 30° и 60°:
\[\sin(30°) = 0,5\]
\[\sin(60°) = \frac{{\sqrt{3}}}{{2}}\]

Подставляем найденные значения:
\[\frac{{1,33}}{{1}} = \frac{{0,5}}{{\frac{{\sqrt{3}}}{{2}}}}\]

Для удобства, будем домножать обе стороны на \(\frac{{2}}{{\sqrt{3}}}\):
\[\frac{{2,66}}{{\sqrt{3}}} = 0,5\]

Теперь найдем значение \(\sqrt{3}\):
\(\sqrt{3} \approx 1,732\)

Делим обе стороны на 1,732:
\[\frac{{2,66}}{{1,732}} \approx 1,54\]

Получается, что луч света, отраженный от ног человека в воде и преломленный, попадает в глаз наблюдателя под определенным углом, который составляет около 1,54 метра.

Таким образом, рост, который будет казаться человеку наблюдателю, составляет около 1,54 метра.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello