Точечный источник света находится на дне бассейна с плоским дном и прозрачной жидкостью с показателем преломления равным n = 1,5. Найдите максимальное время, затраченное светом на прохождение слоя жидкости с последующим выходом в воздух, если минимальное время равно tmin = 50 нс. Сделайте рисунок, на котором постройте ход двух лучей, соответствующих случаям минимального и максимального времени выхода лучей в воздух.
Точечный источник света находится в более плотной среде, чем воздух. Лучи света, падающего на границу раздела сред под углами большими, чем предельный угол полного внутреннего отражения, не смогут выйти из жидкости. Поэтому луч 1, затративший на прохождение слоя жидкости с последующим выходом в воздух минимальное время, проходит границу сред без преломления. Луч 2, затративший на прохождение слоя жидкости с последующим выходом в воздух максимальное время, падает на границу под предельным углом полного внутреннего отражения.
Предельный угол α0 полного внутреннего отражения находим из закона преломления света, соответствующего углу преломления 90°:
Минимальное время на прохождение слоя жидкости затратит луч 1, идущий перпендикулярно границе раздела сред, а максимальное — луч 2, который распространяется под углом α0. Тогда
где H — глубина бассейна, V — скорость света в жидкости.
Имеем:
Ответ:

