Какой угол падения необходим для полного внутреннего отражения светового луча, проходящего из воздуха в воду

Для того чтобы определить угол падения, необходимый для полного внутреннего отражения светового луча, проходящего из воздуха в воду, мы можем использовать законы преломления света.

Закон преломления Снеллиуса гласит, что отношение синуса угла падения \(\theta_1\) к синусу угла преломления \(\theta_2\) равно отношению показателей преломления двух сред:

\[\frac{\sin \theta_1}{\sin \theta_2} = \frac{n_2}{n_1}\]

Где \(n_1\) - показатель преломления первой среды (воздуха), а \(n_2\) - показатель преломления второй среды (воды).

Для полного внутреннего отражения светового луча, который проходит из воздуха в воду, угол преломления \(\theta_2\) будет больше 90 градусов, что означает, что синус этого угла станет больше 1.

Следовательно, угол падения \(\theta_1\) для полного внутреннего отражения светового луча можно найти из условия, когда синус угла преломления \(\theta_2\) равен 1:

\[\sin \theta_2 = 1\]

С помощью формулы для закона преломления приведенной выше, мы можем записать это как:

\[\frac{\sin \theta_1}{1} = \frac{n_2}{n_1}\]

В данной задаче показатель преломления воды \(n_2\) равен 1,33, а показатель преломления воздуха \(n_1\) равен 1.

Теперь мы можем решить уравнение, чтобы найти угол падения \(\theta_1\):

\[\sin \theta_1 = 1 \times \frac{n_1}{n_2}\]

\[\sin \theta_1 = \frac{1}{1,33}\]

\[\theta_1 = \arcsin \left(\frac{1}{1,33}\right)\]

Опустим численный расчет. Ответ: угол падения \(\theta_1\) для полного внутреннего отражения светового луча, проходящего из воздуха в воду с показателем преломления \(n = 1,33\), составляет примерно \(48,8\) градусов.