Номер 68.8, страница 231 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 68. Преломление света. Глава 9. Оптические явления - номер 68.8, страница 231.

68.8 [1565] Даны две среды (1 и 2) из кварца и каменной соли (рис. IX-32). На границе их раздела угол падения луча равен углу преломления. Начертите в тетради дальнейший ход узкого пучка света.

Рис. IX-32

Дано:

Среда 1 — кварц или каменная соль
Среда 2 — каменная соль или кварц
Угол падения луча — $\alpha$
Угол преломления луча — $\gamma$
Из условия задачи: $\alpha = \gamma$

Найти:

Начертить дальнейший ход узкого пучка света.

Решение:

Закон преломления света, также известный как закон Снеллиуса, устанавливает связь между углами падения и преломления света на границе двух сред:

$n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \gamma$

Здесь $n_1$ и $n_2$ — это абсолютные показатели преломления первой и второй сред соответственно, $\alpha$ — угол падения, а $\gamma$ — угол преломления. Углы отсчитываются от перпендикуляра (нормали), восстановленного к границе раздела сред в точке падения луча.

В условии задачи сказано, что угол падения равен углу преломления:

$\alpha = \gamma$

Подставим это равенство в формулу закона преломления:

$n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \alpha$

Из рисунка видно, что лучи падают на границу раздела под углом, то есть $\alpha \neq 0^\circ$. В этом случае $\sin \alpha \neq 0$, и мы можем сократить обе части уравнения на $\sin \alpha$. В результате получаем:

$n_1 = n_2$

Это означает, что показатели преломления обеих сред равны. Когда свет переходит между средами с одинаковыми показателями преломления, он не меняет своего направления, то есть не преломляется.

Обратимся к справочным данным. Показатель преломления кварца составляет $n_{кварц} \approx 1,544$, а показатель преломления каменной соли (NaCl) — $n_{соль} \approx 1,544$. Поскольку их показатели преломления практически идентичны, для светового луча эти две среды оптически неразличимы.

Таким образом, узкий пучок света, проходя через границу раздела между кварцем и каменной солью, не будет преломляться и продолжит свое движение по прямой.

Начертим дальнейший ход лучей:

Ответ:

Поскольку по условию угол падения равен углу преломления, это означает, что показатели преломления сред 1 и 2 равны ($n_1 = n_2$). Следовательно, луч света не испытывает преломления на границе раздела и проходит из одной среды в другую, не меняя своего направления. На чертеже показано, что лучи продолжают свой путь прямолинейно.