Номер 2, страница 182 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

2. Чем отличается относительный показатель преломления от абсолютного?

Решение

Показатель преломления — это физическая величина, которая описывает изменение скорости распространения света при его переходе из одной среды в другую. Различие между абсолютным и относительным показателями преломления заключается в том, что является точкой отсчета (эталоном) для сравнения.

Абсолютный показатель преломления

Абсолютный показатель преломления (часто называемый просто показателем преломления) — это физическая величина, характеризующая оптическую плотность одной конкретной среды. Он показывает, во сколько раз скорость света в вакууме ($c$) больше, чем фазовая скорость света в этой среде ($v$).

Он определяется формулой:

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

Здесь $c$ — это скорость света в вакууме (эталонная, максимальная скорость), а $v$ — скорость света в рассматриваемой среде. Поскольку скорость света в любой материальной среде всегда меньше скорости света в вакууме ($v < c$), абсолютный показатель преломления всегда больше единицы ($n > 1$). Для самого вакуума по определению $n = 1$. Таким образом, абсолютный показатель преломления — это фундаментальная характеристика вещества, сравнивающая его со стандартной средой — вакуумом.

Относительный показатель преломления

Относительный показатель преломления — это величина, которая характеризует преломление света на границе двух произвольных сред. Он показывает, во сколько раз скорость света в первой среде ($v_1$) отличается от скорости света во второй среде ($v_2$).

Относительный показатель преломления второй среды относительно первой ($n_{21}$) вычисляется как:

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

Эту величину также можно выразить через отношение абсолютных показателей преломления этих двух сред ($n_1$ и $n_2$):

$n_{21} = \frac{n_2}{n_1}$

В отличие от абсолютного, относительный показатель преломления не имеет фиксированного эталона сравнения (кроме первой среды) и его значение может быть как больше единицы (если вторая среда оптически плотнее первой, $n_2 > n_1$), так и меньше единицы (если вторая среда оптически менее плотная, $n_1 > n_2$).

Основные отличия в итоге:

1. Эталон сравнения: Абсолютный показатель использует вакуум в качестве эталона. Относительный показатель использует другую среду в качестве эталона.

2. Объект описания: Абсолютный показатель — это свойство одной среды. Относительный показатель — это свойство границы раздела двух сред.

3. Возможные значения: Абсолютный показатель всегда $n \ge 1$. Относительный показатель может быть как больше, так и меньше единицы.

Ответ: Абсолютный показатель преломления характеризует одну среду по отношению к вакууму и всегда больше или равен единице, в то время как относительный показатель преломления характеризует границу двух произвольных сред и равен отношению их абсолютных показателей, поэтому он может быть как больше, так и меньше единицы.