۱۰ نمونه سؤال قانون اسنل؛
محیط، خط عمود و زاویه‌ها را پیش از فرمول مشخص کن

داده‌های کاربرگ

هرجا لازم است از sin30°=0.5، sin45°≈0.707 و سرعت نور در خلأ c=3×10⁸ m/s استفاده کن. اعداد برای تمرین همین صفحه‌اند.

سؤال ۱: تعریف زاویه

زاویهٔ تابش با سطح مرزی سنجیده می‌شود یا خط عمود؟

پاسخ: با خط عمود بر سطح در نقطهٔ تابش.

سؤال ۲: ورود به محیط غلیظ نوری

پرتو از محیطی با n=1 به محیطی با n=1.5 می‌رود. به عمود نزدیک می‌شود یا دور؟

پاسخ: زاویهٔ شکست کوچک‌تر می‌شود و پرتو به خط عمود نزدیک می‌شود.

سؤال ۳: زاویهٔ شکست ساده

پرتو از n₁=1 با زاویهٔ 30° وارد محیط n₂=2 می‌شود. sinθ₂ را بیابید.

پاسخ: 1×0.5=2sinθ₂، پس sinθ₂=0.25.

سؤال ۴: ضریب مجهول

زاویهٔ تابش 30° در هوا و sin زاویهٔ شکست 0.40 است. ضریب محیط دوم چیست؟

پاسخ: n₂=1×0.5÷0.40=1.25.

سؤال ۵: سرعت نور

سرعت نور در محیطی با n=1.5 چقدر است؟

پاسخ: v=c/n=3×10⁸÷1.5=2×10⁸ m/s.

سؤال ۶: ورود عمودی

اگر پرتو روی خط عمود بتابد، جهت آن پس از ورود چه می‌شود؟

پاسخ: θ₁=0 و θ₂=0 است؛ جهت پرتو خم نمی‌شود، هرچند سرعت در محیط می‌تواند تغییر کند.

سؤال ۷: شرط زاویهٔ حد

زاویهٔ حد هنگام حرکت از محیط با ضریب بیشتر به کمتر تعریف می‌شود یا برعکس؟

پاسخ: از محیط با ضریب شکست بیشتر به کمتر؛ در زاویهٔ حد، پرتو شکسته روی مرز حرکت می‌کند.

سؤال ۸: محاسبهٔ زاویه حد

نور از n₁=√2 به n₂=1 می‌رود. sin زاویهٔ حد چیست و زاویه چند درجه است؟

پاسخ: sinθc=n₂/n₁=1/√2≈0.707، پس θc=45°.

سؤال ۹: بازتاب کلی

در شرایط سؤال قبل، اگر زاویهٔ تابش 50° باشد چه رخ می‌دهد؟

پاسخ: چون تابش از محیط غلیظ‌تر و زاویه بیشتر از 45° است، بازتاب کلی داخلی رخ می‌دهد.

سؤال ۱۰: خطای زاویه با سطح

پرتو با سطح 20° می‌سازد. زاویهٔ تابش نسبت به عمود چند درجه است؟

پاسخ: سطح و عمود 90° می‌سازند؛ زاویهٔ تابش 70° است.

چطور خودتصحیح کنی؟

شکل دو محیط را بکش، خط عمود را نقطه‌چین کن و زاویه‌ها را کنار عمود بنویس. نتیجه را با این کنترل ببند: ورود به n بزرگ‌تر باید زاویه را کاهش دهد.