Яким кутом відбивається світло на поверхню рідини, якщо воно падає під кутом 30о до горизонту і заломлюється під кутом

Для розв"язання цієї задачі розглянемо закон заломлення світла. Згідно закону заломлення світлового променя, кут падіння дорівнює куту відбиття.

Вам задано, що світло падає на поверхню рідини під кутом 30° до горизонту. Для знаходження відбитого кута спочатку знайдемо заломивший кут.

За законом заломлення світла, кут заломлення \(\theta_2\) пов"язаний із кутом падіння \(\theta_1\) і показником заломлення \(n\) наступним співвідношенням:

\(\sin \theta_2 = \frac{{\sin \theta_1}}{{n}}\)

Звідси можна виразити кут заломлення \(\theta_2\):

\(\theta_2 = \arcsin \left( \frac{{\sin \theta_1}}{{n}} \right)\)

У вашому випадку кут падіння \(\theta_1\) дорівнює 30°, а кут заломлення \(\theta_2\) дорівнює 45°. Показник заломлення \(n\) - це величина, яка характеризує оптичну щільність рідини. Для води показник заломлення приблизно рівний 1.333.

Підставляємо дані в формулу для знаходження кута заломлення:

\(\theta_2 = \arcsin \left( \frac{{\sin 30°}}{{1.333}} \right)\)

Обчислимо значення кута заломлення:

\(\theta_2 = \arcsin \left( \frac{{0.5}}{{1.333}} \right) \approx 26.56°\)

Отже, світло відбивається на поверхню рідини під кутом приблизно 26.56° від горизонту.

Щодо швидкості поширення світла у даній рідині, вона залежить від показника заломлення речовини.

Швидкість світла в просторі дорівнює близько 299,792,458 метрів за секунду.

Ізвестно, що швидкість світла у речовині зменшується порівняно із швидкістю світла в просторі. Показник заломлення \(n\) речовини пов"язаний із відношенням швидкостей світла у речовині та у просторі наступним співвідношенням:

\(n = \frac{{v_{\text{простір}}}}{{v_{\text{речовина}}}}\)

Звідси можна виразити швидкість світла у речовині \(v_{\text{речовина}}\):

\(v_{\text{речовина}} = \frac{{v_{\text{простір}}}}{{n}}\)

Підставляємо дані для води: простір (вакуум) швидкістю світла дорівнює близько 299,792,458 м/с, а показник заломлення для води \(n\) дорівнює 1.333:

\(v_{\text{речовина}} = \frac{{299,792,458 \, \text{м/с}}}{{1.333}} \approx 224,859,019.5 \, \text{м/с}\)

Отже, швидкість поширення світла у даній рідині становить приблизно 224,859,019.5 метрів за секунду.