Номер 1, страница 90, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Геометрическая оптика. Параграф 84. Полное отражение света. Вопросы и задания - номер 1, страница 90.

Условие.

1. Что такое полное внутреннее отражение света?

Решение.

Полное внутреннее отражение света — это оптическое явление, при котором электромагнитное излучение (свет) полностью отражается от границы раздела двух сред, не проникая во вторую среду. Это явление наблюдается при выполнении определённых условий.

Для возникновения полного внутреннего отражения необходимо соблюдение двух 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 ($n_2$), то есть $n_1 > n_2$.

2. Угол падения света $\alpha$ на границу раздела сред должен превышать определённое критическое значение, которое называется предельным углом полного внутреннего отражения $\alpha_0$.

Это явление объясняется законом преломления света (законом Снеллиуса): $n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\beta$, где $\alpha$ — угол падения, а $\beta$ — угол преломления. Поскольку $n_1 > n_2$, угол преломления $\beta$ всегда будет больше угла падения $\alpha$. При увеличении угла падения $\alpha$ угол преломления $\beta$ также растет, и при некотором значении $\alpha = \alpha_0$ он достигает $90^\circ$. Этот угол падения $\alpha_0$ и есть предельный угол. Его можно найти из соотношения:

$n_1 \sin\alpha_0 = n_2 \sin90^\circ$

Поскольку $\sin90^\circ = 1$, формула для синуса предельного угла имеет вид:

$\sin\alpha_0 = \frac{n_2}{n_1}$

Если угол падения $\alpha$ становится больше предельного угла $\alpha_0$ ($\alpha > \alpha_0$), то из закона Снеллиуса следовало бы, что $\sin\beta = \frac{n_1}{n_2}\sin\alpha > 1$, что математически невозможно. Это означает, что преломлённый луч перестаёт существовать, и вся энергия падающего светового пучка полностью отражается обратно в первую среду. При этом отражение происходит в строгом соответствии с законом отражения: угол отражения равен углу падения.

Ответ: Полное внутреннее отражение света — это явление полного отражения светового луча от границы раздела двух прозрачных сред, которое происходит при переходе света из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления, если угол падения превышает предельный (критический) угол.