Номер 2, страница 186 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

✓ В каком случае наблюдается явление полного внутреннего отражения света?

Явление полного внутреннего отражения света — это оптическое явление, при котором световой луч, распространяющийся в определенной среде, при падении на границу с другой средой полностью отражается обратно, не проходя во вторую среду. Для того чтобы это явление наблюдалось, должны одновременно выполняться два условия.

Первое условие: Свет должен распространяться из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную. Оптическая плотность среды характеризуется ее показателем преломления $n$. Таким образом, показатель преломления первой среды $n_1$ должен быть больше показателя преломления второй среды $n_2$. Математически это условие выглядит так: $n_1 > n_2$.

Второе условие: Угол падения луча $\alpha$ на границу раздела двух сред должен превышать определенное значение, называемое предельным углом полного внутреннего отражения $\alpha_{пр}$. Математически это условие записывается как: $\alpha > \alpha_{пр}$.

Предельный угол $\alpha_{пр}$ — это такой угол падения, при котором угол преломления $\beta$ составляет $90^\circ$, то есть преломленный луч "скользит" вдоль границы раздела сред. Значение предельного угла можно найти из закона преломления света (закона Снеллиуса):

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

Подставляя в закон значения для предельного случая, $\alpha = \alpha_{пр}$ и $\beta = 90^\circ$, получаем:

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

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

$\sin \alpha_{пр} = \frac{n_2}{n_1}$

Если угол падения света $\alpha$ меньше предельного угла ($\alpha < \alpha_{пр}$), то свет частично отражается и частично преломляется, проходя во вторую среду. Если же угол падения $\alpha$ становится больше предельного угла ($\alpha > \alpha_{пр}$), преломление прекращается, и вся энергия светового луча полностью отражается обратно в первую среду.

Ответ: Явление полного внутреннего отражения света наблюдается при выполнении двух условий: 1) свет переходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную (т.е. из среды с большим показателем преломления $n_1$ в среду с меньшим $n_2$); 2) угол падения света на границу раздела сред $\alpha$ больше предельного угла полного внутреннего отражения $\alpha_{пр}$.