4
ISSN 2305-5626. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронное издание. 2013
Согласно закону преломления, известному из геометрической оп-
тики [2], синус угла между преломленным лучом и нормалью рассчи-
тывается по формуле
1
1
( )
sin
sin ,
( )
i
i
i
i
n
n
−
−
=
λ
α
α
λ
(2)
где
1
i
−
α
—
угол между падающим лучом и нормалью в точке паде-
ния;
i
α
—
угол между преломленным лучом и нормалью в точке па-
дения.
Введем вспомогательную СК, в которой орт нормали имеет коор-
динаты:
0
0 .
1
N
i
⎛ ⎞
⎜ ⎟ = ⎜ ⎟
⎜ ⎟
⎝ ⎠
N
Матрица направляющих косинусов перехода от основной к вспо-
могательной СК при развороте плоскости раздела сред на угол
q
i
имеет следующий вид [3]:
0
1 0
0
( ) 0 cos
sin .
0 sin cos
N i
i
i
i
i
M q
q
q
q
q
→
⎛
⎞
⎜
⎟
= ⎜
⎟
⎜
⎟
− ⎝
⎠
Соответственно орт падающего луча имеет координаты в вспомо-
гательной СК:
1
0
1
( ).
N
i
N i
i
M q
−
→
−
= ×
A A
(3)
Положение ортов
1
i
−
A
и
i
N
относительно вспомогательной си-
стемы координат изображено на рис. 3. Здесь
A
N
— общий вектор
нормали к плоскости, содержащей орты
1
i
−
A
и
,
i
N
β
— угол между
осью
Y
N
и вектором
A
N
в плоскости
X
N
OY
N
. Координаты орта
1
i
−
A
во вспомогательной системе координат определяются по формуле
1
1
1
1
sin cos
sin sin .
cos
i
N
i
i
i
α
β
α
β
α
−
−
−
−
⎛
⎞
⎜
⎟
= ⎜
⎟
⎜
⎟
⎝
⎠
A
(4)
Приравнивая координаты по соответствующим осям к значениям,
полученным по формуле (3), находим угол
β
.