На стеклянную пластинку толщиной 5 см с показателем преломления 1,5 падает монохроматический параллельный пучок лучей. Угол падения пучка на пластину равен углу полного внутреннего отражения для стекла, из которого изготовлена пластина. Вычислить смещение луча в результате прохождения через пластинку.
от

1 Ответ

Дано:  
Толщина стеклянной пластинки: t = 5 см = 0,05 м  
Показатель преломления стекла: n = 1,5  

Найти:  
Смещение луча в результате прохождения через пластинку  

Решение:  
При падении монохроматического параллельного пучка лучей на стеклянную пластинку под углом полного внутреннего отражения, происходит полное внутреннее отражение. При этом лучи не покидают пластинку, а отражаются внутри неё.

С учетом закона Снеллиуса для случая полного внутреннего отражения:  
n_1 * sin(θ_c) = n_2 * sin(90°),  
где n_1 - показатель преломления среды, из которой пришел луч (воздух), n_2 - показатель преломления среды, в которую попадает луч (стекло), θ_c - угол полного внутреннего отражения.

Для стекла θ_c определяется как arcsin(n_2 / n_1). Значение sin(90°) = 1.  
Из формулы sin(θ_c) = n_air / n получаем sin(θ_c) = 1 / 1,5 = 0,6667.  
Итак, θ_c ≈ arcsin(0,6667) ≈ 41,81°.

Так как угол падения равен углу полного внутреннего отражения, угол выхода луча из пластинки будет составлять 90° - θ_c = 48,19°.

Смещение луча в результате прохождения через пластинку можно найти по формуле:  
s = t * tan(90° - θ_c) = 0,05 * tan(48,19°) ≈ 0,01 м.

Ответ:  
Смещение луча в результате прохождения через пластинку составляет около 0,01 м.
от