Номер 4, страница 210, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

4. Какое явление называется полным внутренним отражением света? Когда оно наблюдается?

4. Какое явление называется полным внутренним отражением света? Когда оно наблюдается?

Полным внутренним отражением света называют явление, при котором световой луч, падающий на границу раздела двух прозрачных сред, не преломляется и не проходит во вторую среду, а полностью отражается обратно в первую среду. При этом интенсивность отраженного луча практически равна интенсивности падающего луча, то есть отражение происходит без потерь энергии.

Данное явление наблюдается при одновременном выполнении двух обязательных условий:

1. Свет должен распространяться из оптически более плотной среды в оптически менее плотную. Это означает, что показатель преломления первой среды ($n_1$) должен быть больше показателя преломления второй среды ($n_2$): $n_1 > n_2$. Например, свет переходит из стекла в воздух или из воды в воздух.

2. Угол падения луча ($\alpha$) на границу раздела сред должен превышать определенное значение, которое называется предельным углом полного внутреннего отражения ($\alpha_{пр}$).

Предельный угол — это такой угол падения, при котором угол преломления равен $90°$. Преломленный луч в этом случае скользит вдоль границы раздела сред. Если угол падения становится больше предельного, преломление прекращается, и происходит только отражение.

Значение предельного угла можно определить из закона преломления света (закона Снеллиуса):

$n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\beta$

где $\alpha$ — угол падения, $\beta$ — угол преломления.

Для предельного угла ($\alpha = \alpha_{пр}$), угол преломления $\beta = 90°$, а $\sin 90°= 1$. Подставив эти значения, получим:

$n_1 \sin\alpha_{пр} = n_2 \cdot 1$

Отсюда можно выразить синус предельного угла:

$\sin\alpha_{пр} = \frac{n_2}{n_1}$

Таким образом, полное внутреннее отражение наблюдается, когда свет падает из среды с показателем преломления $n_1$ в среду с показателем преломления $n_2$ (причем $n_1 > n_2$) под углом $\alpha > \arcsin\left(\frac{n_2}{n_1}\right)$.

Ответ: Полное внутреннее отражение света — это явление отражения света от границы раздела двух сред без преломления, которое наблюдается при переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную (например, из воды в воздух) под углом падения, который превышает предельный угол полного внутреннего отражения для данных двух сред.