Номер 3, страница 124 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

3. Каков физический смысл абсолютного и относительного показателей преломления? Как они связаны между собой?

Физический смысл абсолютного показателя преломления

Абсолютный показатель преломления (или просто показатель преломления) — это безразмерная физическая величина, характеризующая оптические свойства среды. Он определяется как отношение скорости света в вакууме ($\text{c}$) к фазовой скорости света в данной среде ($\text{v}$).

Формула для абсолютного показателя преломления $\text{n}$:

$n = \frac{c}{v}$

где $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с — скорость света в вакууме, а $\text{v}$ — скорость света в среде.

Физический смысл абсолютного показателя преломления заключается в том, что он показывает, во сколько раз скорость распространения света в данной среде меньше, чем в вакууме. Эта величина характеризует оптическую плотность среды: чем больше значение $\text{n}$, тем оптически плотнее считается среда и тем сильнее в ней замедляется свет. Для вакуума по определению $n = 1$. Для всех остальных прозрачных сред $n > 1$. Например, для воды $n \approx 1.33$, а для алмаза $n \approx 2.42$.

Ответ: Абсолютный показатель преломления — это величина, которая показывает, во сколько раз скорость света в среде меньше скорости света в вакууме. Он является мерой оптической плотности среды.

Физический смысл относительного показателя преломления

Относительный показатель преломления — это безразмерная физическая величина, которая описывает изменение скорости света при его переходе из одной среды в другую. Относительный показатель преломления второй среды относительно первой ($n_{21}$) определяется как отношение скорости света в первой среде ($v_1$) к скорости света во второй среде ($v_2$).

Формула для относительного показателя преломления $n_{21}$:

$n_{21} = \frac{v_1}{v_2}$

Физический смысл относительного показателя преломления заключается в том, что он показывает, во сколько раз скорость света во второй среде отличается от скорости света в первой. Если $n_{21} > 1$, это означает, что вторая среда является оптически более плотной, чем первая ($v_2 < v_1$). Если $n_{21} < 1$, то вторая среда оптически менее плотная ($v_2 > v_1$).

Ответ: Относительный показатель преломления — это величина, которая показывает, во сколько раз изменяется скорость света при его переходе из одной среды в другую.

Связь между абсолютным и относительным показателями преломления

Связь между этими двумя величинами можно легко установить, используя их определения. Пусть свет переходит из среды 1 в среду 2. Абсолютные показатели преломления для этих сред равны:

$n_1 = \frac{c}{v_1}$

$n_2 = \frac{c}{v_2}$

Из этих формул можно выразить скорости $v_1$ и $v_2$:

$v_1 = \frac{c}{n_1}$

$v_2 = \frac{c}{n_2}$

Теперь подставим эти выражения в формулу для относительного показателя преломления $n_{21}$:

$n_{21} = \frac{v_1}{v_2} = \frac{c/n_1}{c/n_2} = \frac{c}{n_1} \cdot \frac{n_2}{c} = \frac{n_2}{n_1}$

Таким образом, относительный показатель преломления второй среды относительно первой равен отношению их абсолютных показателей преломления.

Ответ: Относительный показатель преломления второй среды относительно первой ($n_{21}$) связан с их абсолютными показателями ($n_1$ и $n_2$) через простое соотношение: $n_{21} = \frac{n_2}{n_1}$.