Задание №14 — Закон преломления света. Полное внутреннее отражение

#68469Задание №14ФИПИ

Законы отражения светаЗаконы преломления света

Школьник, изучая законы геометрической оптики, провёл опыт по преломлению света (см. рис.). Для этого он направил узкий пучок света на стеклянную пластину.

угол $\mathbf{\alpha}$	20 $\circ$	40 $\circ$	50 $\circ$	70 $\circ$
$\mathbf{\sin \alpha }$	0,34	0,64	0,78	0,94

undefined
Пользуясь приведённой таблицей, выберите из приведённого ниже списка все правильные утверждения.

1) Угол падения равен 20 $\circ .$
2) Показатель преломления стекла примерно равен 1,47.
3) Угол преломления равен 40 $\circ .$
4) Наблюдается полное внутреннее отражение.
5) Угол отражения равен 20 $\circ .$

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Шкала на рисунке отсчитывается от плоскости пластины (0° — вдоль поверхности, 90° — вдоль нормали), а углы падения, отражения и преломления по определению отсчитываются от нормали к поверхности.

Падающий луч идёт под 20° к поверхности, поэтому угол падения $\alpha = 90^{\circ} - 20^{\circ} = 70^{\circ}$ , а не 20° — утверждение 1 неверно. По закону отражения угол отражения равен углу падения, то есть тоже 70°, — утверждение 5 неверно.

Преломлённый луч идёт в стекле под 50° к поверхности, поэтому угол преломления $\beta = 90^{\circ} - 50^{\circ} = 40^{\circ}$ — утверждение 3 верно.

По закону преломления света и таблице значений синусов

$n = \frac{\sin\alpha}{\sin\beta} = \frac{\sin 70^{\circ}}{\sin 40^{\circ}} = \frac{0{,}94}{0{,}64} \approx 1{,}47$

— утверждение 2 верно.

Полное внутреннее отражение возможно только при переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную. Здесь свет идёт из воздуха в стекло, и преломлённый луч существует, поэтому полного внутреннего отражения не наблюдается — утверждение 4 неверно.

Ответ: 23