Луч света падает из воздуха на плоскопараллельную пластинку толщиной H из стекла с абсолютным показателем преломления n. Из-за многократных отражений от граней пластинки на экране Э (рис. 122) образуется ряд светлых пятен. Определите расстояние между пятнами, если угол падения лучей на пластинку равен α, а падающие на экран лучи перпендикулярны ему.
от

1 Ответ

дано:  
толщина пластинки H,  
абсолютный показатель преломления n,  
угол падения α.

найти:  
расстояние между пятнами d на экране Э.

решение:  
1. Поскольку угол падения α известен, можем найти угол преломления γ в пластинке по закону Снелла:

n1 * sin(α) = n2 * sin(γ).

Здесь n1 = 1 (показатель преломления воздуха), n2 = n. Следовательно:

sin(γ) = sin(α) / n.

2. Из геометрии треугольника, образованного падающим лучом и перпендикуляром к поверхности, можем определить вертикальное смещение S при прохождении света через толщину H:

S = H * tan(γ).

Однако сначала нам нужно найти tan(γ). Используем соотношение между синусом и косинусом:

tan(γ) = sin(γ) / cos(γ).

3. Теперь, используя закон синусов, найдем cos(γ):

cos(γ) = √(1 - sin²(γ)) = √(1 - (sin(α)/n)²).

4. Таким образом, получаем:

tan(γ) = (sin(α) / n) / √(1 - (sin(α)/n)²).

5. Теперь подставляем это значение для нахождения смещения S:

S = H * (sin(α) / n) / √(1 - (sin(α)/n)²).

6. Поскольку отраженные лучи создают последовательные светлые пятна, расстояние между ними d будет равно удвоенному смещению S:

d = 2 * S.

7. Следовательно, получаем формулу для расстояния между пятнами:

d = 2 * H * (sin(α) / n) / √(1 - (sin(α)/n)²).

ответ:  
расстояние между пятнами на экране Э равно d = 2 * H * (sin(α) / n) / √(1 - (sin(α)/n)²).
от