Номер 68.19, страница 232 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 68. Преломление света. Глава 9. Оптические явления - номер 68.19, страница 232.

68.19 [1577] Почему, когда мы смотрим сквозь ткань на свет, её участки, смоченные водой, кажутся нам светлее сухих участков?

Решение

Это явление объясняется изменением оптических свойств ткани при смачивании, а именно — уменьшением рассеяния света. Сухая ткань представляет собой структуру из множества тонких волокон, между которыми находится воздух.

Свет, проходящий через сухую ткань, многократно отражается и преломляется на границах «волокно-воздух». Поскольку показатели преломления волокон (например, целлюлозы, $n_{волокна} \approx 1.5$) и воздуха ($n_{воздуха} \approx 1.0$) сильно различаются, происходит интенсивное диффузное (рассеянное) отражение света от многочисленных неровных поверхностей волокон. Это приводит к тому, что большая часть света рассеивается в стороны и не доходит до глаза наблюдателя. Поэтому сухая ткань кажется относительно тёмной и непрозрачной.

Когда ткань намокает, вода ($n_{воды} \approx 1.33$) заполняет пустоты между волокнами. Теперь свет проходит через границы «волокно-вода». Показатель преломления воды значительно ближе к показателю преломления волокон, чем у воздуха. Разница показателей преломления уменьшается, что приводит к значительному ослаблению отражения и рассеяния света на поверхностях волокон. Вода как бы создаёт более однородную оптическую среду. В результате большее количество света проходит через ткань практически без отклонения. Этот свет попадает в глаз наблюдателя, из-за чего мокрый участок ткани воспринимается как более светлый и прозрачный.

Ответ: Участки ткани, смоченные водой, кажутся светлее, потому что вода, заполняя промежутки между волокнами, уменьшает рассеяние света. Показатель преломления воды ($n \approx 1.33$) близок к показателю преломления волокон ткани ($n \approx 1.5$), в отличие от воздуха ($n \approx 1.0$). Из-за меньшей разницы в показателях преломления на границе «волокно-вода» свет меньше отражается и рассеивается, чем на границе «волокно-воздух». В итоге больше света от источника проходит сквозь мокрую ткань, и она кажется светлее.