Question

Световой луч падает под углом α=30° на переднюю поверхность плоскопараллельной стеклянной пластинки. Показатель преломления стекла n=1,5. На какой угол от направления падающего луча отклоняется луч, отражённый от задней поверхности пластинки и вышедший из неё обратно через переднюю поверхность?

Answer 1

Луч, отраженный от передней поверхности и от задней при выходе из пластинки, будут параллельны друг другу, независимо от показателя преломления

По сравнению с падающим лучом отраженный отклонится на 2α=60°,

т.к. угол падения = углу отражения.

Answer 2

Чтобы определить угол, под которым отклоняется луч, отраженный от задней поверхности стеклянной пластинки, следует выполнить несколько шагов:

1. Рассмотреть прохождение светового луча через переднюю поверхность пластинки:

Когда световой луч переходит из одной среды в другую, он преломляется, и угол преломления (β) связан с углом падения (α) и показателем преломления (n) следующим образом через закон Снеллиуса:

n₁ * sin(α) = n₂ * sin(β),

где n₁ - показатель преломления первой среды (воздуха), n₂ - показатель преломления второй среды (стекла).

n₁ = 1 (показатель преломления воздуха, почти равен 1). n₂ = 1,5 (показатель преломления стекла).

Подставим значения:

1 * sin(30°) = 1,5 * sin(β).

sin(β) = (1 * sin(30°)) / 1,5 sin(β) = 0,5 / 1,5 sin(β) = 1/3.

Теперь найдем угол β:

β = arcsin(1/3) ≈ 19,47°.

2. Отражение от задней поверхности пластинки:

Угол падения для отраженного луча будет равен углу преломления для падающего луча (β = 19,47°), потому что углы падения и преломления равны между собой для зеркального отражения.

3. Повторное преломление при выходе из передней поверхности пластинки:

Мы знаем, что угол преломления равен углу падения для каждого из преломленных лучей, поэтому угол отклонения от выходного луча будет также 19,47°.

Итак, угол, под которым отклоняется луч, отраженный от задней поверхности пластинки и вышедший из нее обратно через переднюю поверхность, составляет примерно 19,47° от направления падающего луча.