Номер 27.24, страница 139 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 27. Преломление света - номер 27.24, страница 139.

Условие.

27.24. Почему в ясную погоду рано утром отраженный от поверхности спокойной воды солнечный свет слепит глаза, а днем — нет?

Решение.

Решение

Это явление объясняется зависимостью отражательной способности воды от угла падения на неё солнечных лучей. Отражательная способность (или коэффициент отражения) показывает, какая доля световой энергии отражается от поверхности.

Рано утром, когда солнце находится низко над горизонтом, его лучи падают на поверхность воды под очень малым углом к ней (т.е. под большим углом падения, если измерять от перпендикуляра к поверхности). При таких скользящих углах падения коэффициент отражения света от поверхности воды очень велик. Значительная часть солнечного света отражается от гладкой поверхности как от зеркала, и этот интенсивный отраженный пучок света попадает в глаза наблюдателю, вызывая ослепление.

Днем, особенно в полдень, солнце находится высоко в небе. Его лучи падают на поверхность воды под углами, близкими к $90^\circ$ (т.е. под малым углом падения). В этом случае коэффициент отражения воды минимален. Например, при падении света перпендикулярно поверхности (угол падения $ \theta_i = 0^\circ $) отражается всего около 2% световой энергии. Коэффициент отражения $\text{R}$ для такого случая рассчитывается по формуле:

$ R = (\frac{n_2 - n_1}{n_2 + n_1})^2 $

где $n_1 \approx 1$ – показатель преломления воздуха, а $n_2 \approx 1.33$ – показатель преломления воды. Таким образом, большая часть солнечного света проходит вглубь воды (преломляется), а интенсивность отраженного света оказывается недостаточной, чтобы ослепить.

Следовательно, причина в том, что утром от воды отражается гораздо большая доля солнечного света, чем днем.

Ответ: Рано утром солнечные лучи падают на поверхность воды под большим углом падения (скользящие лучи), при котором коэффициент отражения воды очень высок. В результате интенсивность отраженного света велика, и он слепит глаза. Днем солнце стоит высоко, лучи падают под малым углом, и коэффициент отражения воды мал, поэтому отраженный свет не является слепящим.