Номер 1, страница 179 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

13.12. Волновые свойства света. 13. Оптика - номер 1, страница 179.

Решение.

Решение 2.

Решение

Радугу после дождя можно наблюдать благодаря совокупности нескольких оптических явлений, главным из которых является дисперсия света.

Солнечный свет, который мы воспринимаем как белый, на самом деле представляет собой смесь электромагнитных волн разной длины, каждой из которых соответствует определённый цвет. Когда после дождя в воздухе остаются взвешенными миллионы мелких капель воды, каждая из них работает как крошечная призма.

Процесс формирования радуги включает в себя три основных этапа. Во-первых, это преломление (рефракция): солнечный луч, попадая из воздуха в каплю воды (более плотную оптическую среду), преломляется, то есть изменяет направление своего распространения. Во-вторых, происходит дисперсия: поскольку показатель преломления воды немного различается для света разных длин волн (разных цветов), белый свет при преломлении разлагается в спектр. Красный свет (самая большая длина волны в видимом спектре) преломляется меньше всего, а фиолетовый (самая короткая длина волны) — больше всего. В-третьих, это отражение и второе преломление: разделённые по цветам лучи света отражаются от внутренней задней стенки капли и, выходя из неё обратно в воздух, преломляются ещё раз, что усиливает разделение цветов.

В результате из каждой капли выходит пучок света, разложенный на цвета радуги. Мы видим радугу, когда находимся спиной к солнцу и смотрим на завесу дождя. Наш глаз воспринимает свет, отражённый от капель под определёнными углами: красный свет приходит к нам под углом примерно $42^\circ$, а фиолетовый — под углом около $40^\circ$ относительно направления, противоположного солнечному. Совокупность света, отражённого от огромного количества капель под этими углами, и формирует дугу радуги на небе.

Ответ: Радуга наблюдается благодаря явлению дисперсии света в каплях воды, которое сопровождается преломлением и внутренним отражением света.