Какова ширина пучка параллельных лучей шириной a=15 см, который падает на границу стекло-воздух под углом альфа=30 градусов, после выхода из стекла с показателем преломления n=1.6?

Физика 11 класс Оптика ширина пучка параллельные лучи угол падения стекло-воздух показатель преломления физика 11 класс Новый

Чтобы найти ширину пучка параллельных лучей после выхода из стекла, нам нужно учитывать эффект преломления света на границе двух сред. В данном случае мы имеем стекло с показателем преломления n=1.6 и воздух, для которого показатель преломления равен 1.

Ширина пучка параллельных лучей, падающего на границу стекло-воздух, можно рассчитать, используя закон Снеллиуса, который описывает преломление света:

1. Запишите закон Снеллиуса:

   n1 * sin(альфа1) = n2 * sin(альфа2

   где:

   • n1 = 1.6 (показатель преломления стекла)
   • n2 = 1 (показатель преломления воздуха)
   • альфа1 = 30 градусов (угол падения)
   • альфа2 - угол преломления, который нам нужно найти.
2. Подставьте известные значения в уравнение:

   1.6 * sin(30 градусов) = 1 * sin(альфа2)

   Зная, что sin(30 градусов) = 0.5, получаем:

   1.6 * 0.5 = sin(альфа2)

   0.8 = sin(альфа2)

3. Найдите угол преломления:

   Теперь нам нужно найти альфа2. Используем обратную функцию синуса:

   альфа2 = arcsin(0.8)

   Приблизительно это равняется 53.13 градусов.

4. Теперь рассчитаем изменение ширины пучка:

   Ширина пучка после выхода из стекла будет определяться соотношением:

   ширина после выхода = a * sin(альфа2) / sin(альфа1)

   где a = 15 см.

5. Подставьте значения:

   ширина после выхода = 15 см * sin(53.13 градусов) / sin(30 градусов)

   Так как sin(53.13 градусов) приблизительно равен 0.8, а sin(30 градусов) равен 0.5, получаем:

   ширина после выхода = 15 см * 0.8 / 0.5 = 15 см * 1.6 = 24 см.

Ответ: Ширина пучка параллельных лучей после выхода из стекла составит 24 см.