Question

Для какого из материалов – стекла или воды – угол полного внутреннего отражения больше? Почему?

Answer 1

Ответ:

Вода

Объяснение:

Для ответа на данный вопрос нужно понимать, в чем состоит данное явление. Как известно, свет при прохождении через оптически разные среды преломляется. Но при прохождении из более оптически плотной среды в менее оптически плотную среду свет может в принципе "не выйти", а отразиться от границы раздела как от зеркала - что и называется полным внутренним отражением.

Здесь справедлив закон снеллиуса: sin(alpha) * n = 1, где

alpha -  искомый угол

n - оптическая плотность среды

Соответственно, alpha больше там, где n среды меньше,

следовательно в случае воды , так как она менее оптически плотная среда, чем стекло.

Answer 2

Угол полного внутреннего отражения (УПВО) зависит от показателя преломления материала. Показатель преломления (n) для материала определяет, насколько быстро свет распространяется в данном материале по сравнению со скоростью света в вакууме.

Угол полного внутреннего отражения происходит, когда свет попадает из одного материала в другой под углом, и показатель преломления для второго материала меньше, чем для первого. Условие УПВО можно описать с помощью следующей формулы:

n1 * sin(УПВО) = n2 * sin(угол преломления)

Где:

• n1 - показатель преломления первого материала (из которого свет попадает).
• n2 - показатель преломления второго материала (в который свет попадает).

Чтобы произошло полное внутреннее отражение, угол полного внутреннего отражения (УПВО) должен быть таким, что sin(угол преломления) равен 1 (или больше), что возможно только в том случае, если sin(УПВО) также равен 1 (или больше).

Таким образом, материал с бОльшим показателем преломления (n) будет иметь больший УПВО. Для большинства видов стекла, показатель преломления выше, чем для воды, поэтому стекло имеет бОльший УПВО по сравнению с водой.