Из центра круглого плота на глубине h опущен точечный источник света. Какой минимальный радиус плота нужен, чтобы свет от источника не смог выйти из воды? Показатель преломления воды равен n.

Физика 11 класс Оптика радиус плота точечный источник света преломление света показатель преломления воды физика 11 класс Новый

Чтобы определить минимальный радиус плота, необходимый для того, чтобы свет от точечного источника не смог выйти из воды, нужно использовать закон преломления света и принцип критического угла.

Шаг 1: Определение критического угла

Когда свет проходит из воды в воздух, он преломляется. Критический угол - это угол, при котором свет, проходя из более плотной среды (вода) в менее плотную (воздух), преломляется под углом 90 градусов. Этот угол можно найти с помощью формулы:

sin(θк) = 1/n

где θк - критический угол, n - показатель преломления воды.

Шаг 2: Определение расстояния от источника света до поверхности воды

Пусть h - глубина, на которой находится источник света. Свет будет распространяться от источника по кругу, и нам нужно определить, на каком расстоянии от вертикали, проведенной из источника света, он будет достигать поверхности воды под критическим углом.

Шаг 3: Использование тригонометрии

Свет, выходя из воды под критическим углом, образует с вертикалью угол θк. Это означает, что на поверхности воды свет будет распространяться по круговой траектории радиусом R. Мы можем использовать тригонометрические соотношения для определения радиуса:

• tan(θк) = R/h

Отсюда следует, что:

• R = h * tan(θк)

Шаг 4: Подстановка выражения для критического угла

Теперь подставим значение критического угла:

• R = h * tan(sin⁻¹(1/n))

Таким образом, минимальный радиус плота, необходимый для того, чтобы свет от источника не смог выйти из воды, равен:

• R = h * tan(sin⁻¹(1/n))

Это и есть ответ на ваш вопрос. Надеюсь, объяснение было понятным и полезным!