Question

O rază de lumină se propagă prin sticlă $\left(n_{\text {sticlă }}=1,73 \cong \sqrt{3}\right)$ și ajunge la suprafața de separare dintre sticlă și aer $\left(n_{a e r}=1\right)$, sub un unghi de incidență $i=30^{\circ}$. La suprafața de separare are loc atât fenomenul de reflexie, cât și cel de refracție. Se cunoaște că $\sin 35^{\circ} 14^{\prime} \cong 0,577$.

a. Realizați un desen în care să reprezentați razele incidentă, reflectată și refractată, să marcați și să notați unghiurile de incidență, de reflexie și de refracție.

b. Calculați viteza luminii în sticlă.

c. Calculați unghiul de refractie.

d. Determinați unghiul de incidență pentru care raza de lumină refractată se propagă tangent la suprafața de separare dintre sticlă în aer.

Answer 1

a.

Am atasat reprezentarea grafica a mersului razelor de lumina. Mediul 1 este sticla si are culoarea bleu, mediul 2 este aer si are culoarea alba. Razele sunt reprezentate cu culoarea portocalie. Raza incidenta este mai groasa, deoarece intensitatea ei se imparte intre celelalte doua raze (reflectata si refractata). Unghiul de incidenta este notat cu i si este egal cu unghiul de reflexie (notat tot cu i). Unghiul de refractie este notat cu r.

b.

$v_{sticla} = \frac{c}{n_{sticla}}} = \frac{300000}{1,73} \approx 173410,4 \frac{km}{s}$

Viteza luminii in sticla este mai mica decat c (viteza luminii in vid/aer), deoarece indicele de refractie al sticlei este mai mare ca 1.

c.

Legea refractiei la suprafata de separare dintre sticla si aer se scrie::

$n_{sticla} \times \sin(i) = n_{aer} \times \sin(r) \implies\\\sin(r) = \frac{n_{sticla}}{n_{aer}} \times \sin(i) \implies\\\sin(r) = \frac{\sqrt{3}}{1} \times \frac{1}{2} \implies r = 60\textdegree$

d.

Unghiul critic de reflexie totala este acel unghi la care raza incidenta se refracta paralel cu suprafata de separare dintre sticla si aer, adica r este 90°:

$n_{sticla} \times \sin(i') = n_{aer} \times \sin(90\textdegree) \implies\\\sin(i') = \frac{n_{aer}}{n_{sticla}} = \frac{1}{1,73} \approx 0,577 \implies\\i' \approx 35\textdegree 14'$

O problema similara cu reflexie si refractie: https://brainly.ro/tema/3473108

#BAC2022 #SPJ4