Национална олимпиада по физика 2017, общински кръг, четвърта състезателна група (X–XII клас) · 22 януари 2017 г. · 10 т.
Условие
Успореден светлинен сноп с широчина d1=20cm преминава от въздух в стъкло с показател на пречупване n=1,5. Ъгълът, под който падат лъчите върху повърхността на стъклото, е α=30°. Намерете широчината d2 на снопа в стъклото (фигура 3).
Фигура 3 — успореден сноп с широчина d1 пада под ъгъл α върху границата въздух–стъкло и продължава в стъклото с широчина d2.
Отговори
d2=ncosαd1n2−sin2α=0,219m≈22cm
Отпечатаната стойност е 0,219m≈22cm; точното пресмятане по същата формула дава ≈0,218m≈21,8cm.
Решение
Чертеж към решението на задача 3 с означени точки A, B, D1, D2 и ъгли α и β.
∠BAD1=α и ∠ABD2=β като ъгли с взаимно перпендикулярни рамене. (2 т.)
От ΔABD1→ABd1=cosα⇒d1=ABcosα(1 т.)
От ΔABD2→ABd2=cosβ⇒d2=ABcosβ(1 т.)
d2d1=ABcosβABcosα⇒d2=d1cosαcosβ(1 т.)
От закона на Снелиус получаваме sinβsinα=n⇒sinβ=nsinα(2 т.)