Какой угол преломления света можно определить, если естественный свет падает на кристалл алмаза под углом Брюстера?

Физика Колледж Преломление света угол преломления свет кристалл алмаза угол Брюстера физика Оптика преломление света Новый

Чтобы определить угол преломления света в кристалле алмаза при падении света под углом Брюстера, нам нужно воспользоваться законом Брюстера и законом Снеллиуса.

Шаг 1: Понимание угла Брюстера

Угол Брюстера (θB) – это угол падения света, при котором отражённый свет полностью поляризован. Этот угол можно вычислить с использованием следующей формулы:

tan(θB) = n2/n1

где:

• θB – угол Брюстера;
• n1 – показатель преломления среды, из которой приходит свет (обычно для воздуха n1 ≈ 1);
• n2 – показатель преломления кристалла алмаза (приблизительно n2 ≈ 2.42).

Шаг 2: Вычисление угла Брюстера

Теперь подставим значения в формулу:

1. tan(θB) = 2.42/1 = 2.42
2. Теперь находим угол θB, используя арктангенс: θB = arctan(2.42).

При вычислении получаем, что угол Брюстера θB составляет примерно 67.4 градуса.

Шаг 3: Применение закона Снеллиуса

Теперь, зная угол Брюстера, мы можем найти угол преломления (θ2) в алмазе, используя закон Снеллиуса:

n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)

где:

• θ1 – угол падения (угол Брюстера);
• θ2 – угол преломления, который нам нужно найти.

Подставим известные значения:

1. 1 * sin(67.4°) = 2.42 * sin(θ2).
2. sin(θ2) = (sin(67.4°)) / 2.42.

После вычислений мы получаем значение угла θ2. Приблизительно это значение составляет 27.1 градуса.

Итог: Угол преломления света в кристалле алмаза при падении под углом Брюстера составляет примерно 27.1 градуса.