На грань стеклянной призмы под углом a1=30 градусов падает луч света. Преломляющийся угол призмы равен фи=60 градусов. Показатель преломления стекла n=1,5. Какой угол О (в градусах) образует вышедший из призмы луч с первоначальным направлением?

Физика 9 класс Оптика. Преломление света угол преломления стеклянная призма физика 9 класс Оптика показатель преломления закон Снеллиуса угол падения угол выхода преломление света геометрическая оптика Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон преломления света, известный как закон Снеллиуса, который гласит:

n1 * sin(a1) = n2 * sin(a2)

Где:

• n1 - показатель преломления первой среды (в данном случае - воздуха, который равен 1);
• a1 - угол падения (в данном случае 30 градусов);
• n2 - показатель преломления второй среды (в данном случае стекло, который равен 1,5);
• a2 - угол преломления в стекле.

Сначала найдем угол преломления a2, используя закон Снеллиуса:

1. Подставим известные значения в формулу:
2. 1 * sin(30) = 1.5 * sin(a2)
3. sin(30) = 0.5, следовательно:
4. 1 * 0.5 = 1.5 * sin(a2)
5. 0.5 = 1.5 * sin(a2)
6. sin(a2) = 0.5 / 1.5 = 1/3
7. Теперь найдем угол a2: a2 = arcsin(1/3) ≈ 19.1 градуса.

Теперь, когда луч света проходит через призму, он выходит из нее под углом, который определяется преломлением на второй грани призмы. Поскольку преломляющий угол призмы равен фи = 60 градусов, угол между нормалью к грани и направлением света равен (фi - a2):

1. Угол между нормалью и направлением света при выходе из призмы: 60 - 19.1 ≈ 40.9 градусов.

Теперь применим закон Снеллиуса снова, чтобы найти угол выхода из призмы (a3):

1. n2 * sin(a2) = n1 * sin(a3)
2. 1.5 * sin(19.1) = 1 * sin(a3)
3. sin(19.1) ≈ 0.327, следовательно:
4. 1.5 * 0.327 = sin(a3)
5. sin(a3) ≈ 0.4905
6. Теперь найдем угол a3: a3 = arcsin(0.4905) ≈ 29.4 градуса.

Теперь мы можем найти угол O, который образует вышедший из призмы луч с первоначальным направлением:

1. Угол O = a1 - a3 = 30 - 29.4 ≈ 0.6 градуса.

Ответ: Угол O, образующийся между вышедшим из призмы лучом и первоначальным направлением, равен примерно 0.6 градуса.