ID: 00015670
Луч монохроматического света падает из воздуха на поверхность стеклянной пластины (см. рисунок). Абсолютный показатель преломления воздуха $n_1=1$, абсолютный показатель преломления стекла $n_2=1{,}5$. Выберите все верные утверждения, соответствующие приведённым данным.
1) Угол преломления луча света меньше угла падения луча света.
2) При увеличении угла падения угол между падающим и отражённым лучами будет увеличиваться.
3) Если угол падения будет равен $45°$, то угол преломления будет равен $60°$.
4) Скорость распространения света в стекле в 2 раза меньше скорости распространения света в вакууме.
5) При переходе света из воздуха в стекло не может наблюдаться явление полного внутреннего отражения света.
Источник: ФИПИ
Преломление описывает закон Снеллиуса: $n_1\sin\alpha=n_2\sin\beta$. Скорость света в среде $v=c/n$, угол отражения равен углу падения. Полное внутреннее отражение бывает только при переходе из оптически более плотной среды в менее плотную.
Луч идёт из воздуха ($n_1=1$, сверху) под углом падения $\alpha$ к нормали (вертикальный пунктир) и попадает на горизонтальную границу со стеклом ($n_2=1{,}5$, снизу, заштриховано).
1) Свет идёт из менее плотной среды в более плотную ($n_1\lt n_2$), поэтому луч преломляется к нормали: $\beta\lt \alpha$. Верно.
2) Угол между падающим и отражённым лучами равен $2\alpha$. С ростом $\alpha$ он растёт. Верно.
3) $\sin\beta=\dfrac{n_1\sin45°}{n_2}=\dfrac{0{,}707}{1{,}5}\approx0{,}47$, откуда $\beta\approx28°$, а не $60°$ (к тому же $\beta$ обязан быть меньше $\alpha$). Неверно.
4) $v=\dfrac{c}{n}=\dfrac{c}{1{,}5}$ — скорость в стекле в $1{,}5$ раза меньше, а не в 2. Неверно.
5) Полное внутреннее отражение возможно лишь при выходе из более плотной среды (из стекла в воздух). При переходе воздух $\to$ стекло его не бывает. Верно.