Question

!!URGENT!!
O raza de lumina monocromatica ajunge la suprafata de separare dintre doua medii sub unghiul de incidenta i= 45o. O parte din lumina se reflecta, iar cealalta parte se refracta. Cunoscand indicii de refractie ai celor doua medii, n1 = 1,73 si n2 = 1,41, sa se determine:
a) unghiul dintre raza incidenta si raza reflectata;
b) unghiul de refractie;
c) vitezele de propagare a luminii in cele doua medii, stiind ca viteza de propagare a luminii in vid este c = 300000km/s.
d) reprezentati printr-un desen mersul razelor de lumina, conform datelor problemei.

Answer 1

a). Legea reflexiei luminii spune ca unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidenta. Pe figura atasata, aceste doua unghiuri sunt notate cu litera "a". Prin urmare, unghiul dintre raza incidenta si raza reflectata va fi:

α = 2a = 2 x 45° => α = 90°

Cu alte cuvinte, in acest caz raza reflectata este perpendiculara pe raza incidenta.

b). Legea refractiei luminii (numita si legea lui Snell) ne da relatia dintre unghiul de incidenta si unghiul de refractie la trecerea din mediul cu indice n1 in mediul cu indice n2:

$n1\sin(a)=n2\sin(b)$

Numeric, in cazul acestei probleme:

1,73 x sin(45°) = 1,41 x sin(b) => sin(b) ≈ 1,73 x 0,705 / 1,41 => sin(b) ≈ 0,865 => b ≈ 60°

c). Viteza luminii intr-un mediu oarecare depinde de indicele de refractie n al mediului respectiv prin formula:

$v=\frac{c}{n}$

unde c este viteza luminii in vid, iar n = 1 pentru vid si n > 1 pentru alte medii (aer, apa, sticla etc.). Numeric:

$v_1=\frac{c}{n_1}=\frac{300000}{1,73} \approx 173410 \frac{km}{s}\\v_2=\frac{c}{n_2}=\frac{300000}{1,41} \approx 212766 \frac{km}{s}\\v_2 > v_1$

Deoarece v2>v1, unghiul de refractie calculat la punctul b). este mai mare decat unghiul de incidenta.

d). Am atasat o imagine cu reprezentarea mersului razelor de lumina.

BONUS. Legea refractiei este o consecinta a Principiului Timpului Cel Mai Scurt (sau Principiul lui Fermat).