W tym zadaniu musisz obliczyć i zilustrować, jak skierować promień światła z czerwonego lasera na pryzmat o konkretnym kształcie i materiale, tak aby po przejściu przez pryzmat, promień ten biegł równolegle do swojego początkowego kierunku. Pamiętaj o możliwości całkowitego wewnętrznego odbicia w pryzmacie!

- 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.

Ponieważ, zgodnie z zadaniem, chcesz otrzymać promień wychodzący z pryzmatu i będący równoległym do promienia padającego. Chcesz go zatem odbić o . Należy więc skorzystać z całkowitego wewnętrznego odbicia 2 razy.

Zauważ, że jest to możliwe, jeżeli promień ten będzie padał na pryzmat w następujący sposób:

Z narysowanego schematu wynikają dwa warunki:

1. , zatem

2. , zatem

Zatem do otrzymania promienia, który po wyjściu z prymatu będzie równoległy do promienia padającego na pryzmat, należy ustawić pryzmat następująco: