По второму закону Ньютона
F = m1*a, 2F = m2 * a/2, разделив почленно, получим 1/2 = 2m1/m2
m1/m2 = 1/4
Искомое положение источника изображено на рисунке. Оно определяется из условия, что касательные к шару лучи света, испущенные источником, падают на границу раздела «вода-воздух» под предельным углом полного отражения. В этом случае действительно ни один луч от источника не выйдет в воздух, т.к. часть лучей будет перекрыта шаром, а все остальные лучи заведомо испытают полное отражение на границе раздела сред. Если переместить источник на меньшую глубину, свет по-прежнему не выйдет из воды, если же, наоборот, погрузить источник глубже, чем <span>Нmax</span>, то найдется часть лучей, которые будут падать на границу под углами, меньшими предельного угла полного отражения, и пройдут в воздух.
Минимальный угол α падения луча на границу «вода-воздух» определяется равенством
<span>sinα = R/Hmax.</span>
Поскольку при полном отражении
<span>sinα = 1/n, <span>Hmax = Rn = 1,33 м</span>.</span>