Номер 3, страница 185 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

3. Какой угол называют предельным углом полного внутреннего отражения?

Решение:

Явление полного внутреннего отражения наблюдается, когда свет переходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную. Например, из воды в воздух или из стекла в воду. Оптическая плотность среды характеризуется показателем преломления $n$. Таким образом, условием для наблюдения этого явления является переход света из среды с показателем преломления $n_1$ в среду с показателем преломления $n_2$, где $n_1 > n_2$.

Согласно закону преломления света (закону Снеллиуса), связь между углом падения $\alpha$ и углом преломления $\gamma$ описывается формулой:

$n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \gamma$

Поскольку $n_1 > n_2$, то из этого соотношения следует, что $\sin \gamma > \sin \alpha$, а значит, угол преломления $\gamma$ всегда больше угла падения $\alpha$. При увеличении угла падения $\alpha$ угол преломления $\gamma$ также увеличивается, но быстрее.

Существует такой угол падения, который называют предельным углом полного внутреннего отражения и обозначают $\alpha_{пр}$, при котором угол преломления $\gamma$ становится равным $90^\circ$. В этом случае преломленный луч скользит вдоль границы раздела двух сред.

Подставив в закон Снеллиуса $\alpha = \alpha_{пр}$ и $\gamma = 90^\circ$, получим:

$n_1 \sin \alpha_{пр} = n_2 \sin 90^\circ$

Так как $\sin 90^\circ = 1$, формула для нахождения синуса предельного угла принимает вид:

$\sin \alpha_{пр} = \frac{n_2}{n_1}$

Если угол падения света на границу раздела двух сред превышает предельный угол ($\alpha > \alpha_{пр}$), то преломления не происходит, и весь свет полностью отражается обратно в первую, оптически более плотную среду.

Ответ: Предельным углом полного внутреннего отражения называют такой угол падения луча света на границу раздела двух сред, при котором угол преломления составляет $90^\circ$. Это явление возможно только при переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную.