Угол падения света на плоскопараллельную стеклянную пластину равен 60°. Какова толщина пластины, если при выходе из нее луч сместился на 20 мм? Показатель преломления стекла 1,5.
от

1 Ответ

дано:  
Угол падения света (θ) = 60°.  
Смещение луча при выходе из стеклянной пластины (d) = 20 мм = 0,02 м.  
Показатель преломления стекла (n) = 1,5.

найти:  
Толщину стеклянной пластины (h).

решение:  
При прохождении света через плоскопараллельную пластину мы можем использовать тригонометрию и закон Снелла для расчета смещения луча.

Сначала найдем угол преломления (φ) в стекле с использованием закона Снелла:

n_air * sin(θ) = n_glass * sin(φ),

где n_air ≈ 1 (показатель преломления воздуха). Таким образом,

1 * sin(60°) = 1,5 * sin(φ).

Зная, что sin(60°) = √3 / 2, получим:

√3 / 2 = 1,5 * sin(φ).

Отсюда находим sin(φ):

sin(φ) = (√3 / 2) / 1,5 = (√3 / 3) = √3 / 3.

Теперь можем рассчитать угол преломления φ, используя обратную функцию синуса:

φ = arcsin(√3 / 3) ≈ 19,1°.

Теперь рассмотрим треугольник, образованный толщиной пластины h и смещением d. Для нахождения толщины пластины используем следующую формулу:

tan(θ) = d / h.

Так как d = h * tan(θ), то

h = d / tan(θ).

В данном случае θ – это угол преломления φ, и нужно использовать его:

h = d / tan(φ).

Теперь подставим значения:

h = 0,02 м / tan(19,1°).

Находим tan(19,1°) ≈ 0,347.

Таким образом:

h = 0,02 м / 0,347 ≈ 0,0576 м или 57,6 мм.

Ответ:  
Толщина стеклянной пластины составляет примерно 57,6 мм.
от