Question

Луч света проходит границу раздела: воздух–стекло. Постройте ход светового луча, укажите угол падения, угол преломления, вычислите скорость светового луча в стекле.

Answer 1

Показатель равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в некоторой среде.Тогда следует что скорость света в среде=скорости света/на среду. 
(1)Кстате, здесь могут быть разные числа. Зависит от условия задачи, но я возьму 1.5. следовательно 3×10⁸ /1,5 = 2×10⁸ м/сек.

Answer 2

Определение угла падения и угла преломления

Когда световой луч переходит из воздуха в стекло, он изменяет направление. Угол, под которым свет падает на границу раздела воздуха и стекла, называется углом падения. Угол, под которым свет преломляется в стекле, называется углом преломления.

Построение хода светового луча

Чтобы построить ход светового луча при переходе из воздуха в стекло, нужно учесть законы преломления света. Закон преломления света гласит, что отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению показателей преломления двух сред:

sin(угол падения) / sin(угол преломления) = n_воздуха / n_стекла где n_воздуха - показатель преломления воздуха, n_стекла - показатель преломления стекла.

Вычисление скорости светового луча в стекле

Скорость света в разных средах может быть различной. В вакууме скорость света составляет около 299,792,458 метров в секунду. В стекле скорость света меньше, чем в вакууме. Она зависит от показателя преломления стекла и скорости света в вакууме.

Скорость света в стекле можно вычислить по формуле:

скорость света в стекле = скорость света в вакууме / показатель преломления стекла

Пример

Предположим, что угол падения светового луча при переходе из воздуха в стекло составляет 30 градусов, а показатель преломления стекла равен 1.5. Тогда, используя закон преломления света, мы можем вычислить угол преломления:

sin(угол падения) / sin(угол преломления) = n_воздуха / n_стекла

sin(30) / sin(угол преломления) = 1 / 1.5

sin(угол преломления) = sin(30) * (1.5 / 1)

угол преломления = arcsin(sin(30) * (1.5 / 1))

угол преломления ≈ 19.47 градусов

Также мы можем вычислить скорость света в стекле, используя показатель преломления стекла:

скорость света в стекле = скорость света в вакууме / показатель преломления стекла

скорость света в стекле = 299,792,458 м/с / 1.5

скорость света в стекле ≈ 199,861,639 м/с

Таким образом, световой луч при переходе из воздуха в стекло будет преломляться под углом около 19.47 градусов, а скорость света в стекле будет составлять около 199,861,639 метров в секунду.

Примечание

Угол падения и угол преломления могут быть различными в зависимости от показателя преломления стекла и угла падения светового луча. В данном примере использованы предположительные значения для наглядности объяснения. Реальные значения могут отличаться в зависимости от конкретных условий.