Какой угол будет у луча света, который выходит из трехгранной призмы, сделанной из кварцевого стекла, если он падает под углом 36 градусов, а преломляющий угол призмы равен 40 градусов? Каков угол отклонения этого луча от его первоначального направления, если показатель преломления стекла составляет 1,54?

Физика 11 класс Оптика угол света трехгранная призма кварцевое стекло угол преломления показатель преломления угол отклонения физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон преломления света, известный как закон Снеллиуса, а также формулы для определения угла отклонения луча света в призме.

Шаг 1: Определение угла преломления при первом преломлении.

Сначала нам нужно найти угол преломления, когда луч света входит в призму. Мы будем использовать закон Снеллиуса:

n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2

• где n1 - показатель преломления воздуха (приблизительно равен 1),
• θ1 - угол падения (36 градусов),
• n2 - показатель преломления кварцевого стекла (1,54),
• θ2 - угол преломления в призме.

Подставим известные значения в формулу:

1 * sin(36) = 1,54 * sin(θ2).

Теперь мы можем найти sin(θ2):

sin(θ2) = sin(36) / 1,54.

Рассчитаем значение sin(36):

sin(36) ≈ 0,588.

Таким образом:

sin(θ2) ≈ 0,588 / 1,54 ≈ 0,382.

Теперь найдем угол θ2:

θ2 ≈ arcsin(0,382) ≈ 22,5 градуса.

Шаг 2: Определение угла преломления при выходе из призмы.

Теперь, когда луч света выходит из призмы, мы снова применяем закон Снеллиуса:

n2 * sin(θ2) = n1 * sin(θ3),

• где θ3 - угол выхода из призмы.

Подставим известные значения:

1,54 * sin(22,5) = 1 * sin(θ3).

Сначала найдем sin(22,5):

sin(22,5) ≈ 0,382.

Теперь подставим в формулу:

1,54 * 0,382 = sin(θ3).

sin(θ3) ≈ 0,588.

Теперь найдем угол θ3:

θ3 ≈ arcsin(0,588) ≈ 36 градусов.

Шаг 3: Определение угла отклонения.

Угол отклонения (D) определяется как разница между углом падения и углом выхода:

D = θ1 + θ3 - A,

• где A - преломляющий угол призмы (40 градусов).

Подставим известные значения:

D = 36 + 36 - 40 = 32 градуса.

Ответ: Угол отклонения луча света от его первоначального направления составляет 32 градуса.