Для решения задачи воспользуемся законами преломления света. По закону Снелла:
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
где n1 и n2 – показатели преломления сред, θ1 и θ2 – углы падения и преломления соответственно.
Для перехода из воздуха в лед показатель преломления n1 = 1,00 (для воздуха) и n2 = 1,31 (для льда).
Угол преломления можно найти, подставив известные значения в формулу:
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
1,00 * sin(55°) = 1,31 * sin(θ2)
θ2 = arcsin(1,00/1,31 * sin(55°)) ≈ 41,8°
Угол между падающим и отраженным лучами равен удвоенному углу падения:
2θ1 = 110°
Угол между падающим и преломленным лучами можно найти по закону сохранения энергии света:
θ1 + θ2 = 55° + 41,8° = 96,8°
Таким образом, ответ: угол преломления составляет около 41,8°, угол между падающим и отраженным лучами равен 110°, угол между падающим и преломленным лучами составляет около 96,8°. Ход лучей можно представить следующим образом:
|\
| \
| \ θ1
| \
---|----\
| \
| \
| \
| \
| \
(падающий луч попадает на границу раздела воздуха и льда под углом θ1, преломленный луч выходит из льда под углом θ2, а отраженный луч отклоняется от границы раздела под углом 2θ1)