Номер 1, страница 61 - гдз по физике 8 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 9. Оптические явления. Преломление света. Вариант 1 - номер 1, страница 61.

Условие.

К заданиям 1–4, 6* и 7* даны четыре варианта ответов (А, Б, В, Г), из которых только один правильный. Букву этого ответа обведите кружком. В задании 5 ответ впишите в таблицу.

1. На каких рисунках схематически изображён переход луча света из воздуха в стекло?

А. 1 и 2.

Б. 2 и 3.

В. 3 и 4.

Г. 1 и 3.

Решение.

Решение

При переходе луча света из одной среды в другую на границе раздела сред происходит его преломление. Это явление описывается законом Снеллиуса:

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

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

В данной задаче свет переходит из воздуха в стекло. Воздух является оптически менее плотной средой, чем стекло. Это означает, что показатель преломления воздуха ($n_1 = n_{воздуха}$) меньше показателя преломления стекла ($n_2 = n_{стекла}$). Обычно $n_{воздуха} \approx 1$, а $n_{стекла} \approx 1.5$.

Поскольку $n_1 < n_2$, из закона преломления следует, что $\sin \alpha > \sin \beta$. Так как углы $\alpha$ и $\beta$ находятся в диапазоне от 0° до 90°, это означает, что угол падения должен быть больше угла преломления: $\alpha > \beta$.

Это означает, что при переходе из воздуха в стекло луч света должен преломляться, приближаясь к нормали (перпендикуляру к границе раздела сред).

Проанализируем каждый рисунок:

• Рисунок 1: Падающий луч идёт из левого верхнего угла. Преломлённый луч уходит в правый нижний. Визуально видно, что луч отклоняется от нормали (вертикальной линии), то есть угол преломления $\beta$ больше угла падения $\alpha$ ($\beta > \alpha$). Это соответствует переходу из более плотной среды в менее плотную (например, из стекла в воздух). Следовательно, этот рисунок неверен.
• Рисунок 2: Падающий луч идёт из правого верхнего угла. Преломлённый луч уходит в левый нижний. Здесь также луч отклоняется от нормали, $\beta > \alpha$. Этот рисунок также неверен.
• Рисунок 3: Падающий луч идёт из левого верхнего угла. Преломлённый луч уходит в правый нижний. В этом случае луч света прижимается к нормали, то есть угол преломления $\beta$ меньше угла падения $\alpha$ ($\beta < \alpha$). Этот рисунок правильно изображает переход света из воздуха в стекло.
• Рисунок 4: Падающий луч идёт из левого верхнего угла. Преломлённый луч уходит в правый нижний. Как и на рисунке 1, луч отклоняется от нормали, $\beta > \alpha$. Этот рисунок неверен.

Таким образом, единственным физически корректным рисунком является рисунок 3. Однако, среди предложенных вариантов ответа нет варианта "только 3". Вариант Г предлагает комбинацию "1 и 3". Учитывая, что рисунок 3 точно верен, а рисунок 1 изображает обратный процесс, наиболее вероятным является то, что в задании (конкретно в рисунке 1 или в вариантах ответа) допущена опечатка. Исходя из того, что необходимо выбрать один из предложенных вариантов, и вариант Г содержит единственно верный рисунок 3, следует выбрать его.

Ответ: Г.