Отражение и… — Задание ЕГЭ по физике №00010847

Рыба под водой видит надводный мир через круглое «окно» — конус лучей с предельным углом полного внутреннего отражения. Лучи от комара (он у самой поверхности) входят в воду под скользящим углом и преломляются под предельным углом, а дальше идут к рыбе. Чем дальше комар, тем под бо́льшим углом к рыбе он виден, и предельное положение — когда луч в воде идёт под предельным углом.

Предельный угол. $\sin\theta_{пр}=\dfrac{1}{n}=\dfrac{1}{1{,}33}=0{,}75$, $\theta_{пр}\approx48{,}8^\circ$, $\cos\theta_{пр}\approx0{,}66$.

Геометрия. Комар у поверхности, рыба на глубине $h=2$ м. Предельный луч в воде идёт под углом $\theta_{пр}$ к вертикали; от рыбы до точки входа по горизонтали $h\tan\theta_{пр}$, а прямое (наклонное) расстояние от рыбы до комара $r=\dfrac{h}{\cos\theta_{пр}}=\dfrac{2}{0{,}66}\approx3$ м.