Оптика — Задание 3 ОГЭ по физике №00029663

Идея

Как и в похожем опыте с полукруглым стеклом, главное — правильно найти нормаль. Плоская грань стекла на снимке лежит ВДОЛЬ линии «90°–90°» транспортира, а нормаль — это перпендикуляр к грани, то есть направление линии «0°–0°». Углы падения и преломления отсчитываем от неё (деления шкалы транспортира как раз и дают угол от линии «0°–0°»), а не от края фотографии.

Рассуждаем

Падающий луч идёт к центру грани и проходит около деления 30°: угол падения $\alpha\approx30°$.

Стекло оптически плотнее воздуха ($n\approx1{,}5$), поэтому внутри стекла луч прижимается К нормали и угол преломления меньше угла падения. По закону преломления $\sin\beta=\dfrac{\sin30°}{1{,}5}=\dfrac{0{,}5}{1{,}5}\approx0{,}33$, откуда $\beta\approx19$–$20°$.

Ровно это и видно на снимке: ушедший в стекло луч идёт ближе к нормали, чем падающий, и его отклонение от неё — около 20°.

Проверим себя

Отсеем лишнее. Варианты 80° и 70° невозможны: при входе в более плотную среду луч не может уйти от нормали дальше, чем падающий. Вариант 30° — это сам угол падения; равенство $\beta=\alpha$ означало бы, что луч идёт без преломления, чего на границе воздух–стекло не бывает. Остаётся около 20°, и проверка сходится: $n=\dfrac{\sin30°}{\sin20°}=\dfrac{0{,}5}{0{,}34}\approx1{,}5$ — как раз показатель преломления стекла.