Луч света падает из воздуха на поверхность воды под углом 30градусов найти угол преломления света и скорость его распространения в воде

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано:
Угол падения света на поверхность воды: θ1 = 30 градусов

Из закона преломления света следует, что отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде:
sin(θ1) / sin(θ2) = v1 / v2
где v1 и v2 - скорости света в первой и второй среде соответственно.

Угол преломления света (θ2) на границе воздух-вода можно найти, используя закон преломления в следующем виде:
sin(θ2) = (v1 / v2) sin(θ1)
sin(θ2) = (1 / n) sin(θ1)

Так как воздух и вода оба являются прозрачными средами, то показатель преломления воздуха (n1) примерно равен 1, а показатель преломления воды (n2) равен 1,33.

Подставляя значения в формулу:
sin(θ2) = (1 / 1,33) sin(30)
sin(θ2) = 0,225 0,5
sin(θ2) = 0,113

θ2 = arcsin(0,113) ≈ 6,5 градусов

Таким образом, угол преломления света на границе воздух-вода равен приблизительно 6,5 градусов.

Для нахождения скорости распространения света в воде можно использовать закон преломления в более общем виде:
n1 sin(θ1) = n2 sin(θ2)

n1 v1 = n2 v2

v2 = (n1 v1) / n2 = (1 v1) / 1,33 ≈ 0,75 * v1

Таким образом, скорость распространения света в воде примерно на 25% меньше скорости распространения в воздухе.