Під час переходу пучка світла з повітря у кварцове скло кут відбиття для частини променів визначається як kут, під яким

Кут відбиття та швидкість світла у склі можна визначити за допомогою законів відбиття та заломлення світла. Перед нами задача, в якій вже відомі значення кута падіння (76°) та кута заломлення (39°) при переході світла з повітря у скло. Нам треба визначити кут відбиття та швидкість світла у склі.

Закон відбиття світла гласить, що кут відбиття (кут, під яким світло відбивається від поверхні) дорівнює куту падіння (кут, під яким світло падає на поверхню) відносно нормалі до поверхні. Тобто, в нашому випадку, кут відбиття також дорівнює 76°.

Закон заломлення світла гласить, що співвідношення синусів кутів падіння і заломлення дорівнює співвідношенню швидкостей світла в різних середовищах. Ми знаємо швидкість світла в повітрі (299,8 тис. км/с) і хочемо знайти швидкість світла у склі (нехай позначимо її як «v_скло»).

За законом заломлення:
$n_1\ast sin(уголпадения)=n_2\ast sin(уголзаломления)$

де $n_1$ — показник заломлення для повітря (близько до 1,0), $n_2$ — показник заломлення для скла, $уголпадения$ — кут падіння, $уголзаломления$ — кут заломлення.

Ми знаємо $уголпадения$ = 76° і $уголзаломления$ = 39°. Також, $n_1$ = 1,0 (повітря).

$1,0\ast sin(76°)=n_2\ast sin(39°)$

$sin(76°)=n_2\ast sin(39°)$

Тепер ми можемо знайти значення $n_2$:
$n_2=sin(76°)/sin(39°)$

Обчислимо $n_2$:
$n_2=sin(76°)/sin(39°)\approx 1.537$

Тепер, ми можемо використовувати закон заломлення для знаходження швидкості світла у склі:

$n_1\ast sin(уголпадения)=n_2\ast sin(уголзаломления)$

$1,0\ast sin(76°)=1.537\ast sin(уголзаломления)$

$sin(уголзаломления)=(1.0\ast sin(76°))/1.537$

$sin(уголзаломления)\approx 0.670$

Тепер використаємо обернену функцію синуса, щоб знайти $уголзаломления$:
$уголзаломления=arcsin(0.670)\approx 42.43°$

Отже, кут відбиття дорівнює 76°, а кут заломлення у склі приблизно 42.43°. Також, швидкість світла у склі дорівнює приблизно $299,800\text{ км/с}/1.537\approx 195,042\text{ км/с}$.