Задание №15 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем представленный рисунок, на котором изображён оптический диск с нанесённой круговой шкалой. На диске находится стеклянная полуцилиндрическая пластина.

1. Определение границы раздела сред и перпендикуляра. Граница раздела сред (воздух и стекло) проходит по плоской грани полуцилиндра. На шкале прибора эта граница соответствует линии, соединяющей отметки $90^{\circ}$ и $90^{\circ}$. Перпендикуляр (нормаль), проведённый к точке падения луча, проходит через центр диска и соответствует отметке $0^{\circ}$ на верхней и нижней частях шкалы.

2. Идентификация лучей.
— Падающий луч идёт из воздуха к центру диска. По шкале мы видим, что он проходит через отметку $70^{\circ}$ (отсчитывая от нормали $0^{\circ}$).
— Отражённый луч возвращается в ту же среду (воздух). На рисунке он виден как светлая полоса, выходящая из центра диска вверх и влево.
— Преломлённый луч проходит внутрь стекла. Мы видим его в нижней левой части диска, он проходит примерно через отметку $40^{\circ}$ от нормали.

3. Определение углов. В геометрической оптике все углы (падения, отражения, преломления) отсчитываются от перпендикуляра к границе раздела сред.
— Угол падения $\alpha$ — это угол между падающим лучом и нормалью. По шкале прибора $\alpha = 70^{\circ}$.
— Согласно закону отражения света, угол отражения $\gamma$ равен углу падения $\alpha$.

4. Проверка по рисунку. Посмотрим на отражённый луч. Он симметричен падающему относительно нормали и проходит через отметку $70^{\circ}$ в левой верхней четверти диска. Следовательно, угол отражения $\gamma = 70^{\circ}$.

Таким образом, угол отражения примерно равен $70^{\circ}$, что соответствует варианту № 4.

Ответ: 4

Источник: ФИПИ