Номер 68.6, страница 231 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 68. Преломление света. Глава 9. Оптические явления - номер 68.6, страница 231.

68.6 [1563] Узкий параллельный световой пучок падает на гладкую поверхность воды, как показано на рисунке IX-30. Изобразите в тетради дальнейший ход отражённого света и примерный ход преломлённого света.

Рис. IX-30

Решение

Когда узкий параллельный световой пучок падает на гладкую поверхность воды, на границе раздела двух сред (воздух-вода) происходят два явления: отражение и преломление света. Чтобы изобразить дальнейший ход лучей, необходимо построить отражённый и преломлённый пучки, используя соответствующие законы оптики. В точках падения лучей на поверхность воды следует провести перпендикуляры (нормали) к этой поверхности. Все углы измеряются относительно этих нормалей.

Дальнейший ход отражённого света определяется законом отражения: угол отражения $\beta$ равен углу падения $\alpha$.
$ \alpha = \beta $
Отражённые лучи остаются в той же среде (воздухе). Поскольку падающий пучок параллелен, все лучи в нём падают под одинаковым углом, следовательно, отражённые лучи также будут параллельны друг другу.

Ход преломлённого света описывается законом преломления (законом Снеллиуса). Свет переходит из воздуха (оптически менее плотная среда, показатель преломления $n_1 \approx 1,0$) в воду (оптически более плотная среда, $n_2 \approx 1,33$). Закон преломления гласит:
$ n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \gamma $
где $\gamma$ — угол преломления. Так как $n_2 > n_1$, из формулы следует, что $\sin \gamma < \sin \alpha$, а значит и угол преломления будет меньше угла падения:
$ \gamma < \alpha $
Это означает, что в воде световой пучок отклоняется, приближаясь к нормали. Преломлённые лучи, как и падающие, будут параллельны между собой.

Ответ: При падении параллельного светового пучка на гладкую поверхность воды он разделяется на два пучка: отражённый и преломлённый. Отражённый пучок света остаётся в воздухе, он также является параллельным, и его лучи распространяются под углом отражения, равным углу падения. Преломлённый пучок света входит в воду, также оставаясь параллельным, но его лучи отклоняются к нормали (перпендикуляру к поверхности), так что угол преломления оказывается меньше угла падения.