Na hladině jezera plove dřevěné kruhové pódium o průměru 15 m. Vypočítejte průměr plného stínu pod pódiem, jestliže jezero je zde hluboké 3,5 m. (Předpokládejme, že prostor nad vodní hladinou je osvětlen rozptýleným světlem.)
Řešení:
Při přechodu světelného paprsku z opticky řidšího prostředí (vzduch) do prostředí opticky hustšího (voda) nastává lom ke kolmici. Proto paprsky s úhlem dopadu 90° mají úhel lomu menší než 90°. (Na obrázku jsou tyto paprsky označeny jako paprsek A a paprsek B.) Proto do určité části prostoru pod dřevěným pódiem neproniká světlo.
Nejprve vypočítáme, pod jakým úhlem se bude lámat paprsek A (popř. paprsek B):
α = 90°, β = ? °, n1 = 1, n2 = 1,33
Při výpočtu využijeme tzv. Snellův zákon lomu světla ve tvaru
Vyjádříme sin β
Číselně
S využitím hodnot ze zadání příkladu a vypočítané hodnoty úhlu β nyní vypočítáme jaký je průměr stínu d na dně jezera:
Číselně:
Odpověď:
Průměr plného stínu pod pódiem je přibližně 7 m.