Луч света SM (рис. 130) падает в воздухе на прямую треугольную оптически прозрачную призму перпендикулярно к ее грани AB. Абсолютный показатель преломления вещества призмы n = 2,0. Определите преломляющий угол призмы, если луч, пройдя призму, скользит вдоль ее грани AC
от

1 Ответ

Дано:
- абсолютный показатель преломления призмы n = 2,0.

Найти: преломляющий угол призмы A.

Решение:

1. Луч света падает на грань AB перпендикулярно, поэтому угол падения θ_1 = 0°.

2. При прохождении через грань AB луч не преломляется, и его угол преломления θ_2 также равен 0°.

3. Когда луч достигает грани AC, он должен преломляться и скользить вдоль этой грани. Для этого используем закон Снелли на границе между призмой и воздухом:

n_prizma * sin(θ_2) = n_air * sin(θ_3),

где
- n_prizma = n = 2,0 (показатель преломления призмы),
- n_air ≈ 1 (показатель преломления воздуха),
- θ_2 = 0° (угол преломления на первой грани),
- θ_3 - угол преломления на грани AC.

4. Учитывая, что sin(0°) = 0, получаем:

2 * 0 = 1 * sin(θ_3).

5. Это уравнение не дает информации о θ_3. Однако учитываем, что для того, чтобы свет скользил по грани AC, необходимо, чтобы угол θ_3 был равен углу полного внутреннего отражения θ_крит.

6. Угол полного внутреннего отражения определяется как:

sin(θ_крит) = n_air / n_prizma,
то есть

sin(θ_крит) = 1 / 2.

7. Теперь найдем θ_крит:

θ_крит = arcsin(1 / 2) = 30°.

8. Поскольку угол преломления в призме A и угол θ_крит связаны с углом преломления луча, мы можем записать:

A = θ_крит.

Ответ: преломляющий угол призмы составляет 30°.
от