1.1

Построение отраженного луча очевидно: он зеркально симметричен падающему лучу (луч В).

Для точного построения преломленного луча следует воспользоваться законом преломления, который в данном случае имеет вид

На рисунке построена окружность, поэтому можно рассмотреть точки пересечения лучей с этой окружностью. Тогда синусы углов падения, отражения, преломления можно выразить через координаты точек пересечения лучей с нарисованной окружностью:

Из этих соотношений следует, что координату точки пересечения преломленного луча с окружностью (точка ) можно легко рассчитать по формуле

Здесь учтено, что . Заметим, что координаты точек пересечения всех трех падающих лучей делятся на 3 нацело.

Результат построения показан на рисунке.

1.2

Расчеты и построения выполняются аналогично предыдущему пункту, только в данном случае закон преломления и следующее из него соотношения для координат точек пересечения лучей с окружностью имеют вид

Заметим, что в этом случае координаты точек пересечения падающих лучей делятся на 2. Кроме того, для луча 3 () оказывается, что координата «пересечения» преломленного луча , что больше радиуса окружности. Это означает, что преломленный луч отсутствует: происходит полное внутреннее отражение.

Результаты построения показаны на следующем рисунке.

1.3 При каком максимальном угле падения из стекла в воздух будет возникать преломленный луч?

Максимальному углу падения соответствует угол преломления равный , для которого . Из закона преломления следует, что

2.1 Эксперимент однозначно показывают, что расстояние между пятнами не зависит от расстояния до пластинки, из этого следует, что отраженные от пластинки лучи параллельны!

2.2 Два пятна возникают вследствие отражения от верхней и нижней поверхностей пластинки. Рисунок показывает ход лучей, объясняющий возникновение двух световых пятен на листочке бумаги.

2.3 Простые геометрические построения показывают, что расстояние между лучами можно рассчитать по формуле

Для измерения угла падения можно использовать простую схему, показанную на рисунке. Из рисунка следует, что тангенс угла падения подчиняется условию

Измерение расстояния между пятнами проведено при и дали результат . Расчеты, проведенные с использованием формул (6)-(7), приводят к следующему значению показателя преломления стекла . Такой же результат получается и для пластинки из оргстекла.

2.4 Измерьте расстояние между пятнами при максимально возможном угле падения (укажите как вы измеряли угол ).

2.5 Рассчитайте показатель преломления пластинки.