Uzasadnienie: 

W treści zadania mamy podane, że na powierzchnię wody pod kątem 60^o do tej powierzchni pada promień światła. Proszą nas o narysowanie dalszego biegu promienia w wodzie.

Korzystając z tabeli 3 na końcu podręcznika odczytujemy, że współczynnik załamania światła dla wody wynosi:

$n=1,33$

Narysujmy promień podający na powierzchnię wody podany w zadaniu:

Zatem kąt jaki tworzy promień padający do powierzchni wody wynosi:

$\gamma =60^{\circ }$

Jednakże do skorzystania z prawa załamania światła potrzebujemy kąta jaki tworzy kąt padający z przerywaną prostą prostopadłą do powierzchni:

Korzystając z rysunku możemy zapisać:

$\gamma +\alpha =90^{\circ }$

Zatem:

$\gamma +\alpha =90^{\circ }|-\gamma$

$\alpha =90^{\circ }-\gamma$

Zgodnie z prawem załamania światła stosunek kąta padania w powietrzu do kąta załamania w pewnej substancji opisuje wzór:

$\frac{\alpha }{\beta }=n$

gdzie:

$\alpha$ - kąt padania promienia w powietrzu,

$\beta$ - kąt załamania promienia w pewnej substancji,

$n$ - współczynnik załamania światła w pewnej substancji.

Przekształcając powyższy wzór otrzymamy wzór na wartość kąta pod jakim promień się załamał w wodzie. Zatem:

$\frac{\alpha }{\beta }=n|\cdot \beta$

$\alpha =n\cdot \beta |:n$

$\frac{\alpha }{n}=\beta$

$\beta =\frac{\alpha }{n}$

Wprowadzając wzór na kąt padania $\alpha$ otrzymamy:

$\beta =\frac{90^{\circ }-\gamma }{n}$

 Wprowadzamy dane i obliczamy:

$\beta =\frac{90^{\circ }-60^{\circ }}{1,33}=$

$=\frac{30^{\circ }}{1,33}=$

$\approx 22,56^{\circ }=$

$\approx 23^{\circ }$

Zatem mamy, że promień w wodzie załamał się pod kątem około 23^o.

Odmierzamy kątomierzem kąt 23^o względem przerywanej prostopadłej do powierzchni wody i rysujemy bieg promienia w wodzie;

 Odpowiedź: 

Wykonujemy rysunek biegu promienia przechodzący przez granicę powietrze-woda: