الإجابة:
إذا كان الشعاع المنكسر عموديًا على الشعاع الساقط، فإن زاوية السقوط تساوي زاوية الانكسار.
التوضيح:
ينص قانون سنل على أن نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار هي ثابتة، أي أن:
<!----><!---->sinθ_i / sinθ_r = n_1 / n_2
<!---->
<!---->
حيث:
- θ_i هي زاوية السقوط
- θ_r هي زاوية الانكسار
- n_1 هو معامل الانكسار للوسط الأول
- n_2 هو معامل الانكسار للوسط الثاني
إذا كان الشعاع المنكسر عموديًا على الشعاع الساقط، فإن θ_r = 90°.
وبالتالي:
<!----><!---->sinθ_i / sin(90°) = n_1 / n_2
<!----><!---->
<!----><!---->sinθ_i = n_1 / n_2
<!----><!---->
<!----><!---->θ_i = arcsin(n_1 / n_2)
<!----><!---->
حيث:
- arcsin(x) هو الدالة العكسية لجيب التمام، أي أن:
<!----><!---->sin(arcsin(x)) = x
<!----><!---->
بما أن زاوية الانكسار تساوي 15°، فإن:
<!----><!---->θ_i = arcsin(n_1 / n_2) = 15°
<!----><!---->
وبالتالي، فإن زاوية السقوط تساوي 15° أيضًا.
مثال:
إذا كان الضوء ينتقل من الهواء إلى الماء، فإن معامل الانكسار للماء هو 1.33.
إذا كانت زاوية الانكسار 15°، فإن زاوية السقوط تساوي:
<!----><!---->θ_i = arcsin(n_1 / n_2) = arcsin(1 / 1.33) = 10.3°
<!----><!---->
ملحوظة:
هذا الشرط صحيح فقط إذا كان الشعاع الساقط والشعاع المنكسر يقعان في نفس المستوى.