Question

На границю поділу двох прозорих середовищ падає світловий промінь, відбивається та заломлюється. Кут між падаючим та відбитим променями становить 100°, а між падаючим та заломленим 160°. Зробіть схематичний малюнок. Чому дорівнюють кути відбивання та заломлення?

Answer 1

Спробую пояснити це явище. Коли світловий промінь переходить з одного середовища в інше (наприклад, з повітря в скло чи воду), він змінює свою швидкість і напрямок руху через зміну оптичної щільності середовища. Це призводить до відбивання та заломлення променя.

Нехай промінь світла падає на границю двох прозорих середовищ. Коли світловий промінь падає, він може відбитися від цієї границі, а також заломитися (пройти у середовище під кутом до границі). Кут падіння - це кут між напрямом падіння променя і нормаллю до поверхні розділу середовищ. Кут відбивання - це кут між відбитим променем і нормаллю, а кут заломлення - це кут між заломленим променем і нормаллю.

Згідно з законом відбиття світла (законом Гюйгенса), кут відбивання (кут між відбитим променем і нормаллю) дорівнює куту падіння. Тобто, якщо кут падіння становить 100°, кут відбивання також буде 100°.

Закон заломлення світла виражається законом Снеліуса-Декарта, який каже, що співвідношення між кутами падіння і заломлення визначається виразом:

\[ n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2) \]

де \( n_1 \) та \( n_2 \) - показники заломлення для відповідних середовищ, \( \theta_1 \) - кут падіння, \( \theta_2 \) - кут заломлення.

З вказаними у завданні кутами падіння та заломлення (100° та 160° відповідно), відношення показників заломлення та середовища заломлення можна знайти за допомогою цього виразу.

Щоб побудувати схематичний малюнок цього явища, потрібно відобразити падіння променя, відбитий промінь та заломлений промінь у точці контакту двох середовищ.