Лазерное пятно на дне озера
6/10В сумерках Вова с Леной отправились к берегу озера. Лена посветила лучом лазерной указки на спокойную поверхность воды и увидела яркую точку (небольшое яркое пятно) на мелкопесчаном дне, на глубине нескольких сантиметров. Эта точка находилась внутри тёмной овальной области, окружённой светлым кольцом (см. рис.). Внутренняя граница кольца была достаточно чёткой, а внешняя размытой. Овальная область имела ось симметрии — ось \(x\). Вова осторожно вошёл в воду и с помощью погружённой в воду линейки сумел определить некоторые размеры овальной области на дне: \(b = 12\text{ см}\) и \(c/a = 1{,}1\). Показатель преломления воды \(n = 4/3\), наклон дна к горизонту постоянный.

Назовите физическое явление, из-за которого формируется достаточно чёткая граница между тёмной областью и светлым кольцом.
Найдите расстояние \(h_0\) от яркой точки до поверхности воды.
На каком расстоянии \(L\), считая по горизонтали, от кромки воды (берега) находится яркая точка на дне?
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаТёмная область — место, куда свет от точки не выходит из воды. Граница задаётся предельным углом, \(\sin\theta_{\text{пр}} = 1/n\).
Ответ1) полное внутреннее отражение.
РешениеРезкая граница тёмной области — это полное внутреннее отражение: лучи, выходящие из точки на дне под углом больше предельного, не выходят из воды. Предельный угол \(\sin\theta_{\text{пр}} = 1/n = 3/4\).
Похожие задачи
- Плоский световод ВсОШ 2010/11, 11 кл.
- Призма и лазер МОШ 2011/12, 11 кл.
- Лазер в сосуде ВсОШ 2016/17, 9 кл.
- Шар с двумя светлыми пятнами Санкт-Петербургская 2016/17, 11 кл.
- В пузыре ВсОШ 2017/18, 11 кл.
- Ореол и тёмный круг МОШ 2020/21, 10 кл.