Луч, проходя из воздуха (п₁ = 1) в спирт ( п2 = 1,36), разделяется на преломлённый и отражённый лучи так, что угол между ними составляет 120°. Определи его угол преломления.
от

1 Ответ

дано:
- показатель преломления воздуха: n1 = 1
- показатель преломления спирта: n2 = 1,36
- угол между отражённым и преломлённым лучами: α = 120°

найти:
угол преломления θ2

решение:

1. Угол падения можно обозначить как θ1. В соответствии с условием задачи, угол между отражённым и преломлённым лучами составляет 120°. Углы находятся на одной прямой, следовательно:
   θ1 + θ2 + 120° = 180°.
   
   Отсюда можно выразить угол падения:
   θ1 + θ2 = 60°,
   θ1 = 60° - θ2.

2. Используем закон Снеллиуса для преломления света:
   n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2).

3. Подставим выражение для θ1 в уравнение:
   1 * sin(60° - θ2) = 1,36 * sin(θ2).

4. Теперь используем формулу для синуса разности углов:
   sin(60° - θ2) = sin(60°) * cos(θ2) - cos(60°) * sin(θ2).
   Зная, что sin(60°) = √3/2 и cos(60°) = 1/2, подставим это в уравнение:
   (√3/2) * cos(θ2) - (1/2) * sin(θ2) = 1,36 * sin(θ2).

5. Перепишем уравнение:
   √3/2 * cos(θ2) = (1,36 + 0,5) * sin(θ2),
   √3/2 * cos(θ2) = 1,86 * sin(θ2).

6. Разделим обе стороны на cos(θ2):
   √3/2 = 1,86 * tan(θ2).

7. Теперь найдем tan(θ2):
   tan(θ2) = (√3/2) / 1,86.

8. Вычислим значение:
   tan(θ2) ≈ 0,375.

9. Найдем угол преломления θ2:
   θ2 = arctan(0,375) ≈ 20,8°.

ответ:
Угол преломления составляет примерно 20,8°.
от