Номер 5, страница 210 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

5. Длина волны света в воде уменьшается в $n$ раз ($n$ — показатель преломления воды относительно воздуха). Означает ли это, что ныряльщик под водой не может видеть окружающие предметы в естественном свете?

Нет, это не означает, что ныряльщик не сможет видеть окружающие предметы в естественном свете. Хотя длина волны света действительно изменяется при переходе из одной среды в другую, ключевой характеристикой света, отвечающей за восприятие цвета человеческим глазом, является его частота.

Рассмотрим физические основы этого явления. При переходе световой волны из одной среды (например, воздуха) в другую (воду), ее частота ($ν$) остается постоянной. Частота определяется источником света и не меняется при смене среды распространения.

С другой стороны, скорость света ($v$) и длина волны ($λ$) в среде изменяются. Они связаны через показатель преломления среды $n$. Скорость света в среде равна $v = c/n$, где $c$ – скорость света в вакууме.

Длина волны связана со скоростью и частотой соотношением $λ = v/ν$. Подставляя сюда выражение для скорости, получаем:

$λ_{среда} = \frac{v}{ν} = \frac{c/n}{ν} = \frac{λ_{вакуум}}{n}$

Таким образом, утверждение, что длина волны в воде уменьшается в $n$ раз, является верным.

Однако фоторецепторы (колбочки) в сетчатке человеческого глаза реагируют на энергию фотонов, которая прямо пропорциональна частоте света ($E = hν$, где $h$ - постоянная Планка). Наш мозг интерпретирует сигналы от этих рецепторов как определенный цвет. Поскольку частота света не изменяется при переходе из воздуха в воду и далее в глазное яблоко, то и воспринимаемый цвет предметов для ныряльщика не изменится (если пренебречь эффектом поглощения света водой, из-за которого на глубине исчезают красные и оранжевые оттенки). Свет от объектов по-прежнему достигает глаз наблюдателя, позволяя их видеть.

Ответ: Нет, не означает. Ныряльщик под водой может видеть окружающие предметы, потому что восприятие света и цвета человеческим глазом определяется его частотой, а частота световой волны при переходе из воздуха в воду не изменяется.