Номер 2, страница 170 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

13. Оптика. 13.5. Полное внутреннее отражение - номер 2, страница 170.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Абсолютный показатель преломления воды $n_{воды} = 1,33$

Абсолютный показатель преломления стекла $n_{стекла} = 1,6$

Найти:

Направление распространения света, при котором возможно явление полного отражения.

Решение:

Явление полного внутреннего отражения — это явление отражения света, падающего на границу раздела двух сред, при котором преломление отсутствует, и вся энергия падающего света полностью отражается.

Это явление возможно только при выполнении двух условий:

1. Свет должен переходить из оптически более плотной среды в оптически менее плотную. Оптическая плотность среды определяется её абсолютным показателем преломления. Чем больше показатель преломления, тем оптически плотнее среда.

2. Угол падения света $\alpha$ на границу раздела должен быть больше или равен предельному углу полного отражения $\alpha_{пр}$.

Сравним показатели преломления воды и стекла, чтобы определить, какая среда является оптически более плотной:

$n_{стекла} = 1,6$

$n_{воды} = 1,33$

Поскольку $1,6 > 1,33$, то $n_{стекла} > n_{воды}$. Это означает, что стекло является оптически более плотной средой по сравнению с водой.

Следовательно, для наблюдения явления полного отражения свет должен распространяться из стекла в воду.

Предельный угол полного отражения в данном случае определяется по формуле:

$\sin(\alpha_{пр}) = \frac{n_{воды}}{n_{стекла}}$

Так как $\sin(\alpha)$ не может быть больше 1, эта формула имеет физический смысл только в том случае, если в знаменателе стоит больший показатель преломления, что еще раз подтверждает, что свет должен переходить из стекла в воду.

Ответ: Чтобы стало возможным явление полного отражения, свет должен пересекать границу раздела сред в направлении из стекла в воду.