Номер 360, страница 105 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

8 класс. Преломление света - номер 360, страница 105.

Условие.

360. В стеклянной пластине имеется воздушная полость в форме трехгранной призмы (см. рисунок). На одну из граней из стекла падает световой луч. Каким будет дальнейший ход луча?

Решение.

Решение

Для определения дальнейшего хода светового луча необходимо проанализировать его поведение на границах раздела двух сред: стекло-воздух и воздух-стекло. Поведение луча на границе раздела сред описывается законом преломления света (законом Снеллиуса): $n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta$, где $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления первой и второй сред, $\alpha$ — угол падения, а $\beta$ — угол преломления.

Показатель преломления стекла ($n_{стекла}$) больше показателя преломления воздуха ($n_{воздуха}$), то есть $n_{стекла} > n_{воздуха}$.

1. Преломление на первой границе (стекло → воздух)

Световой луч, распространяясь в стекле, падает на левую наклонную грань воздушной полости. В этой точке луч переходит из оптически более плотной среды (стекло) в оптически менее плотную (воздух).

Согласно закону преломления, при переходе из более плотной среды в менее плотную, луч света отклоняется *от нормали* (перпендикуляра), восстановленной к границе раздела сред в точке падения. Угол преломления $\beta$ будет больше угла падения $\alpha$.

Нормаль к левой грани призмы направлена вверх и вправо (если считать, что нормаль выходит из поверхности). Падающий луч является горизонтальным. Чтобы отклониться от нормали, луч должен изменить свое направление вниз. Таким образом, после первого преломления луч внутри воздушной полости будет распространяться вниз и вправо, то есть отклонится к основанию призмы.

2. Преломление на второй границе (воздух → стекло)

Пройдя через воздушную полость, луч падает на ее нижнюю, горизонтальную грань (основание призмы). В этой точке луч переходит из оптически менее плотной среды (воздух) в оптически более плотную (стекло).

Согласно закону преломления, при переходе из менее плотной среды в более плотную, луч света отклоняется *к нормали*. Нормаль к горизонтальному основанию призмы является вертикальной линией.

Падающий на основание луч распространяется под некоторым углом вниз и вправо. Отклонение к вертикальной нормали означает, что луч станет распространяться еще более круто вниз. Таким образом, второе преломление также отклонит луч по направлению к основанию призмы.

В результате двух преломлений световой луч, пройдя через воздушную полость в форме призмы, значительно отклонится от своего первоначального направления. Оба преломления действуют в одном направлении, отклоняя луч к основанию треугольной полости.

Ответ:

При входе в воздушную полость световой луч преломится, отклонившись к основанию треугольника. При выходе из полости через ее основание луч преломится еще раз, и снова отклонится к основанию. В результате дальнейший ход луча в стеклянной пластине будет направлен вниз и вправо, со значительным отклонением к основанию воздушной призмы.