Номер 7.131, страница 162 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Колебания и волны. Глава 7. Геометрическая оптика. Преломление света в плоскопараллельной пластине и призме - номер 7.131, страница 162.

Условие.

7.131. Предметы, наблюдаемые через оконное стекло, иногда кажутся искривлёнными. Почему?

Решение.

Искажение предметов, наблюдаемых через оконное стекло, связано с явлением преломления света и несовершенством самого стекла.

В идеальном случае, если бы оконное стекло представляло собой плоскопараллельную пластину (идеально ровные и параллельные поверхности, однородная толщина), то искажения формы предметов не наблюдалось бы. Лучи света от объекта, проходя через такое стекло, преломлялись бы дважды: на входе в стекло и на выходе из него. В результате выходящий луч был бы параллелен входящему, но немного смещен. Это привело бы к тому, что весь объект казался бы смещенным, но его форма и пропорции сохранились бы.

Однако в реальности, особенно в случае старых окон, стекло не является идеальным. Оно может иметь дефекты:

1. Неоднородная толщина. Если толщина стекла в разных местах разная, то его поверхности не параллельны друг другу. Такие участки стекла работают как слабые призмы, отклоняя проходящие через них лучи света на разные углы в зависимости от локального наклона поверхностей.

2. Неровные поверхности. Поверхности стекла могут быть не идеально плоскими, а иметь небольшие волны, выпуклости или вогнутости, возникшие в процессе производства. Эти неровности действуют как слабые линзы: выпуклые участки фокусируют свет (как собирающие линзы), а вогнутые — рассеивают.

Когда мы смотрим на предмет через такое стекло, лучи света от разных его частей проходят через разные участки стекла с различными оптическими свойствами. Из-за этого они преломляются по-разному. В результате наш глаз получает лучи, пришедшие с разных направлений, и мозг конструирует из них искаженное изображение. Прямые линии могут казаться волнистыми, а сам объект — деформированным.

Ответ: Предметы, наблюдаемые через оконное стекло, иногда кажутся искривленными из-за того, что стекло не является идеальной плоскопараллельной пластиной. Неоднородность толщины и неровности его поверхностей заставляют стекло работать как совокупность слабых призм и линз, которые по-разному преломляют световые лучи от разных частей предмета, что и приводит к искажению итогового изображения.