Задачи › Малые углы: пластины, призмы

Смещение луча в пластине

  1. Смещение луча в пластине

    ЕГЭ 2018, 11 кл.
    3/10

    Определите смещение луча после прохождения через плоскопараллельную стеклянную пластину (расстояние между прямой, по которой идёт падающий на пластину луч, и прямой, по которой идёт прошедший пластину луч). Толщина пластины \(d = 6\) см, показатель преломления стекла \(n = 1{,}6\). Угол падения луча на пластину \(\alpha = 60^\circ\).

    Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) см

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Постройте ход луча внутри пластины: два преломления дают параллельный выход, но сдвинутый на расстояние, которое считается через \(d\) и угол \(\alpha - \beta\).

    Ответ

    \(3{,}3\) см.

    Решение

    \(AB\) — падающий на пластину луч, \(BN\) — перпендикуляр в точке падения, \(\alpha\) — угол падения, \(BC\) — преломлённый луч, \(\beta\) — угол преломления, \(CM\) — перпендикуляр в точке падения луча на нижнюю грань пластины. Так как \(CM \parallel BN\), луч падает на нижнюю грань под углом \(\beta\). На основании обратимости хода световых лучей луч выходит из пластины под углом \(\alpha\). Итак, \(AB \parallel CL\), однако происходит смещение луча на расстояние \(CF\).

    Закон преломления в точке \(B\): \(\dfrac{\sin\alpha}{\sin\beta} = n\), \(\sin\beta = \dfrac{\sin\alpha}{n}\), \(\sin\beta \approx 0{,}54\), \(\beta \approx 32{,}8^\circ\). \(\angle KBF = \angle ABN = \alpha\) (как вертикальные углы), поэтому \(\angle CBF = \alpha - \beta\).

    Из треугольника \(CBK\): \(BC = BK/\cos\beta\). Из треугольника \(CBF\) смещение луча \(CF = BC\sin\angle CBF = \dfrac{d\sin(\alpha - \beta)}{\cos\beta} \approx 3{,}3\) см.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи