الإجابة:
السؤال 1:
لحساب زاوية الانكسار، يمكننا استخدام قانون سنيل للانكسار:
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
حيث:
n1 هو معامل انكسار الوسط الأول (في هذه الحالة، n1 = 1 لأننا نفترض أن الضوء ينتقل من الهواء إلى وسط آخر).
θ1 هي زاوية السقوط (في هذه الحالة، θ1 = 40 درجة).
n2 هو معامل انكسار الوسط الثاني (في هذه الحالة، n2 = 1.5).
θ2 هي زاوية الانكسار (المجهولة التي نريد إيجادها).
بإعادة ترتيب المعادلة، نحصل على:
sin(θ2) = (n1 / n2) * sin(θ1)
بتعويض القيم، نحصل على:
sin(θ2) = (1 / 1.5) * sin(40°)
sin(θ2) ≈ 0.667
θ2 ≈ 41.8°
لذلك، زاوية الانكسار تقارب 41.8 درجة.
السؤال 2:
لحساب سرعة الضوء في الوسط الثاني، يمكننا استخدام معادلة:
v2 = (n1 / n2) * v1
حيث:
v1 هي سرعة الضوء في الفراغ (في هذه الحالة، v1 = 3 × 10^8 م/ثانية).
n1 هو معامل انكسار الفراغ (في هذه الحالة، n1 = 1).
n2 هو معامل انكسار الوسط الثاني (في هذه الحالة، n2 = 1.5).
v2 هي سرعة الضوء في الوسط الثاني (المجهولة التي نريد إيجادها).
بتعويض القيم، نحصل على:
v2 = (1 / 1.5) * 3 × 10^8 م/ثانية
v2 ≈ 2 × 10^8 م/ثانية
لذلك، سرعة الضوء في الوسط الثاني تقارب 2 × 10^8 م/ثانية.
ملاحظة:
هذه الحلول تقريبية فقط، لأن قانون سنيل للانكسار يفترض أن زاوية السقوط صغيرة.
سرعة الضوء في مادة ما تعتمد أيضًا على طول الموجة للضوء.