Номер 3, страница 170 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

Авторы: Громцева О. И.
Тип: Сборник задач
Издательство: Экзамен
Год издания: 2018 - 2025
Цвет обложки: белый
ISBN: 978-5-377-12875-5
Популярные ГДЗ в 10 классе
13.5. Полное внутреннее отражение. 13. Оптика - номер 3, страница 170.
№3 (с. 170)
Решение. №3 (с. 170)

Решение 2. №3 (с. 170)
Дано:
Абсолютный показатель преломления воды $n_{воды} = 1,33$
Абсолютный показатель преломления алмаза $n_{алмаза} = 2,42$
Найти:
В каком направлении должен распространяться свет, чтобы явление полного отражения было невозможным.
Решение:
Явление полного внутреннего отражения возникает на границе раздела двух сред, когда свет переходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду. Оптически более плотной является среда с большим показателем преломления.
Сравним показатели преломления воды и алмаза:
$n_{алмаза} = 2,42$
$n_{воды} = 1,33$
Так как $n_{алмаза} > n_{воды}$, алмаз является оптически более плотной средой, а вода — оптически менее плотной.
Следовательно, полное внутреннее отражение возможно только при переходе света из алмаза в воду, если угол падения превышает некоторый предельный (критический) угол.
Чтобы явление полного отражения стало невозможным, свет должен распространяться в обратном направлении, то есть из оптически менее плотной среды (вода) в оптически более плотную (алмаз).
Докажем это с помощью закона преломления Снеллиуса:
$n_1 \sin{\alpha} = n_2 \sin{\beta}$
где $n_1$ — показатель преломления первой среды, $\alpha$ — угол падения; $n_2$ — показатель преломления второй среды, $\beta$ — угол преломления.
Для полного отражения необходимо, чтобы угол преломления $\beta$ был равен или больше $90^\circ$ ($\sin{\beta} \ge 1$).
Выразим синус угла преломления:
$\sin{\beta} = \frac{n_1}{n_2} \sin{\alpha}$
При переходе света из воды в алмаз, первая среда — вода ($n_1 = n_{воды}$), вторая — алмаз ($n_2 = n_{алмаза}$).
$\sin{\beta} = \frac{n_{воды}}{n_{алмаза}} \sin{\alpha} = \frac{1,33}{2,42} \sin{\alpha} \approx 0,55 \sin{\alpha}$
Максимальное значение угла падения $\alpha$ равно $90^\circ$, при котором $\sin{\alpha} = 1$. Даже в этом случае максимальное значение синуса угла преломления будет:
$\sin{\beta_{max}} \approx 0,55 \cdot 1 = 0,55$
Поскольку $\sin{\beta}$ всегда будет меньше 1, угол преломления $\beta$ никогда не достигнет $90^\circ$. Это означает, что при переходе света из воды в алмаз преломленный луч будет существовать при любом угле падения, а полное отражение невозможно.
Ответ: Чтобы явление полного отражения стало невозможным, свет должен пересекать границу в направлении из воды в алмаз.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 3 расположенного на странице 170 к сборнику задач 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №3 (с. 170), автора: Громцева (Ольга Ильинична), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Экзамен.