W tym zadaniu musisz obliczyć kąt padania promienia światła na pryzmat, tak aby po przejściu przez pryzmat biegł on prostopadle do początkowego kierunku promienia.

- współczynnik załamania światła dla substancji szkła typu flint lekkiego

Dla sytuacji, gdy światło całkowicie odbija się od granicy dwóch ośrodków i nie ma promienia załamanego, użyj wyrażenia: . W tym przypadku:

- to krytyczny kąt padania, przy którym kąt załamania osiąga 90°

- to współczynnik załamania ośrodka, z którego światło pada, i jest on zwykle większy od współczynnika załamania ośrodka, w którym światło miałoby się załamać

- to współczynnik załamania ośrodka, w którym światło potencjalnie by się załamało

Ponieważ w opisanym przypadku zakładasz, że światło załamuje się na granicy szkło-powietrze, to ośrodkiem drugim jest powietrze i wtedy , z kolei ośrodkiem, w którym światło pada jest szkło typu flint lekki, więc .

Zatem wzór na kąt graniczny będzie wyglądał następująco:

Podstaw odpowiednie dane:

Ponieważ: i , to:

Oszacuj wartość :

(dla )

(dla )

Dlatego: - zatem, dla kątów padania na granicy szkło-powietrze powyżej możliwe będzie do zaobserwowania wewnętrzne odbicie.

Narysuj schemat pryzmatu, na który pada wiązka:

Promień pada prostopadle na granicę ośrodków powietrze-szkło. Dlatego nie odbije się. Będzie jednak przechodził do wnętrza pryzmatu. Następnie pada na granicę ośrodków szkło-powietrze pod kątem w następujący sposób:

Zgodnie z prawem Snella promień ten załamie się po kątem . Powinien wtedy rozchodzić się w drugim ośrodku - czyli w powietrzu:

Jak jednak wiesz z poprzednich rozważań - dla kątów powyżej kąta granicznego zajdzie całkowite wewnętrzne odbicie i promień będzie wtedy całkowicie odbity na granicy szkło-powietrze:

Zauważ jednak, że aby promień biegł prostopadle do promienia padającego prawdziwa musiałaby być równość: . Zatem kąt padający na ośrodek szkło-powietrze musi być równy . Ponieważ (kąt graniczny), to zajdzie zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia.