На стеклянную треугольную призму падает луч света под углом α1 = 45° и преломляется на ее боковых гранях. Определите преломляющий угол призмы, если угол падения луча на вторую преломляющую грань α2 = 40°. Абсолютный показатель преломления вещества призмы n = √2
от

1 Ответ

Дано:
- угол падения на первую грань α1 = 45°;
- угол падения на вторую грань α2 = 40°;
- абсолютный показатель преломления n = √2.

Найти: преломляющий угол призмы ϕ.

Решение:

1. Используем закон Снеллиуса для первой грани:

n1 * sin(α1) = n2 * sin(β1),

где n1 = 1 (воздух), β1 - угол преломления на первой грани.

Подставим значения:

1 * sin(45°) = √2 * sin(β1).

2. Значение sin(45°) равно √2/2:

√2/2 = √2 * sin(β1).

3. Упростим уравнение:

sin(β1) = (√2/2) / √2 = 1/2.

4. Теперь найдем угол β1:

β1 = arcsin(1/2) = 30°.

5. Поскольку призма имеет преломляющий угол ϕ, то угол между двумя гранями равен ϕ и β1 + β2 = ϕ, где β2 - угол преломления на второй грани.

6. На второй грани применяется закон Снеллиуса:

n2 * sin(α2) = n1 * sin(β2).

Подставим значения:

√2 * sin(40°) = 1 * sin(β2).

7. Найдем значение sin(40°):

sin(40°) ≈ 0,6428.

8. Подставляем:

√2 * 0,6428 = sin(β2).

9. Упростим:

sin(β2) = √2 * 0,6428 ≈ 0,9095.

10. Теперь найдем угол β2:

β2 = arcsin(0,9095) ≈ 64,6°.

11. Теперь можем найти преломляющий угол ϕ:

ϕ = β1 + β2 = 30° + 64,6° = 94,6°.

Ответ: преломляющий угол призмы ϕ ≈ 94,6°.
от