ID: 00017727
Луч света падает из воздуха на плоскопараллельную стеклянную пластинку (см. рисунок). Пластинка расположена горизонтально, луч приходит сверху слева. Выходя из пластинки, луч смещается параллельно самому себе на расстояние h.
Пластинку поворачивают по часовой стрелке на угол 5^\circ (луч-источник остаётся прежним). Определите, как в результате этого изменятся угол преломления луча при переходе из воздуха в стекло и величина смещения луча h.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Сам падающий луч не трогаем — он приходит сверху слева. Поворачиваем пластинку, а вместе с ней её нормаль. Значит изменится угол падения (между неподвижным лучом и повернувшейся нормалью), а за ним по закону преломления и угол преломления, и смещение.
Луч приходит слева сверху, нормаль к верхней грани сначала вертикальна. Поворот пластинки по часовой стрелке наклоняет верхний конец нормали вправо — то есть в сторону от источника, который слева. Значит угол между лучом и нормалью растёт: угол падения увеличивается.
По закону преломления \sin\gamma=\dfrac{\sin\alpha}{n}, где \alpha — угол падения, \gamma — угол преломления, n — показатель преломления стекла (постоянный). Раз \alpha вырос, то и \sin\gamma вырос, значит угол преломления \gamma увеличивается (1).
Для плоскопараллельной пластинки смещение h=d\,\dfrac{\sin(\alpha-\gamma)}{\cos\gamma}, где d — толщина. С ростом угла падения эта величина растёт (чем «косее» падает луч, тем сильнее его уводит вбок). Значит смещение h тоже увеличивается (1).
Подвох: важно сообразить, что поворот именно увеличивает угол падения (нормаль уходит от источника). Дальше всё растёт следом.
Ответ: 11