Задание OGEPHYS6635A7: Преломление света. Закон преломления света

Луч переходит из воздуха в стекло. Сначала проводим нормаль к границе в точке падения: на данном рисунке это вертикальная прямая. Угол падения α и угол преломления β отсчитываются от нормали в соответствующих средах, а не от поверхности.
Обозначим показатели преломления начальной и конечной сред через n₁ и n₂. Закон преломления имеет вид
n₁ sin α = n₂ sin β.
Отсюда sin β = n₁n₂ sin α. Показатель конечной среды больше начального, поэтому β < α. Следовательно, преломлённый луч приближается к нормали.
На первичном рисунке луч после границы должен идти вниз и влево, сохраняя направление движения вдоль поверхности. Среди стрелок 1–4 этому условию и требуемому изменению угла соответствует стрелка 3. Луч по нормали не подходит: ненулевому углу падения при конечных показателях преломления соответствует ненулевой угол преломления. Прямое продолжение падающего луча также неверно при разных показателях сред и косом падении.
Проверка: мысленно обращаем направление распространения. На обратном переходе отклонение от нормали меняется противоположным образом, и луч возвращается по первоначальной траектории. Выбранное направление удовлетворяет обратимости хода света. Ответ: 3.