Номер 27.2, страница 136 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 27. Преломление света - номер 27.2, страница 136.

Условие.

27.2. Луч света идет из воздуха в воду. Какой угол больше — угол падения или угол преломления? Изменится ли ответ, если луч идет из воды в воздух?

Решение.

Какой угол больше — угол падения или угол преломления? (случай, когда луч идет из воздуха в воду)

Решение

При переходе света из одной среды в другую его направление меняется. Это явление называется преломлением света и описывается законом Снеллиуса:

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

где $n_1$ и $n_2$ — абсолютные показатели преломления первой и второй сред, $\alpha$ — угол падения, а $\gamma$ — угол преломления.

Когда луч света идет из воздуха в воду, он переходит из оптически менее плотной среды в оптически более плотную. Показатель преломления воздуха ($n_1 = n_{воздуха}$) меньше показателя преломления воды ($n_2 = n_{воды}$). Приблизительные значения: $n_{воздуха} \approx 1,0$, $n_{воды} \approx 1,33$.

Из соотношения $n_{воздуха} < n_{воды}$ и закона Снеллиуса следует, что для выполнения равенства $n_{воздуха} \sin\alpha = n_{воды} \sin\gamma$ необходимо, чтобы $\sin\alpha > \sin\gamma$.

Поскольку углы падения и преломления измеряются в пределах от 0° до 90°, и в этом диапазоне функция синуса является возрастающей, из неравенства $\sin\alpha > \sin\gamma$ следует, что $\alpha > \gamma$.

Таким образом, угол падения больше угла преломления.

Ответ: Угол падения больше угла преломления.

Изменится ли ответ, если луч идет из воды в воздух?

Решение

Да, ответ изменится. В этом случае луч света переходит из оптически более плотной среды (воды) в оптически менее плотную (воздух). Теперь $n_1 = n_{воды}$, а $n_2 = n_{воздуха}$.

Закон Снеллиуса записывается как $n_{воды} \sin\alpha = n_{воздуха} \sin\gamma$.

Так как $n_{воды} > n_{воздуха}$, для сохранения равенства должно выполняться условие $\sin\alpha < \sin\gamma$. Следовательно, угол падения $\alpha$ будет меньше угла преломления $\gamma$.

Ответ: Да, ответ изменится. В этом случае угол преломления будет больше угла падения.