На дне ручья лежит камешек. Турист решил достать его. Прицелившись, он опустил руку в воду под углом 45° к поверхности. На каком расстоянии от камешка рука коснется дна ручья, если его глубина 32 см? Показатель преломления воды 4/3.
от

1 Ответ

дано:  
Глубина ручья (h) = 32 см = 0.32 м.  
Показатель преломления воды (n) = 4/3.  
Угол, под которым опущена рука (θ) = 45°.

найти:  
Расстояние от камешка до точки касания руки с дном ручья (L).

решение:  
Сначала рассчитаем, как глубина ручья влияет на путь света и угол падения. При угле 45° и показателе преломления воды в 4/3, мы можем использовать закон преломления для определения угла преломления в воде.

Используя формулу:

n_air * sin(θ1) = n_water * sin(θ2),

где n_air ≈ 1 (показатель преломления воздуха), θ1 = 45°, n_water = 4/3.

Подставим значения:

1 * sin(45°) = (4/3) * sin(θ2).

Поскольку sin(45°) = √2 / 2, у нас получается:

√2 / 2 = (4/3) * sin(θ2).

Отсюда найдем sin(θ2):

sin(θ2) = (√2 / 2) / (4/3) = (√2 / 2) * (3/4) = (3√2) / 8.

Теперь нам нужно найти расстояние L, по которому рука коснется дна. Используем тригонометрию. Известно, что:

tan(θ) = противолежащий катет / прилежащий катет.

В нашем случае, противолежащий катет – это глубина h, а прилежащий катет – это искомое расстояние L:

tan(θ) = h / L.

Так как θ = 45°, tan(45°) = 1, тогда:

1 = 0.32 / L.

Отсюда мы можем выразить L:

L = 0.32 м.

Ответ:  
Рука коснется дна ручья на расстоянии 0.32 м от камешка.
от