Номер 27.25, страница 139 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 27. Преломление света - номер 27.25, страница 139.

Условие.

27.25. Почему в ясную погоду рано утром под водой еще темно, хотя солнце уже поднялось?

Решение.

Это явление объясняется законами отражения и преломления света на границе двух сред — воздуха и воды. Ключевым фактором является угол, под которым солнечные лучи падают на поверхность воды.

Рано утром солнце находится низко над горизонтом. Это означает, что его лучи падают на поверхность водоёма под очень малым, так называемым скользящим углом. В оптике это соответствует большому углу падения — углу между падающим лучом и перпендикуляром (нормалью) к поверхности. Этот угол падения близок к $90^\circ$.

Когда свет достигает границы раздела воздух-вода, часть его отражается от поверхности, а другая часть проходит внутрь, преломляясь. Соотношение между долей отражённого и преломлённого света сильно зависит от угла падения.

При больших углах падения, когда лучи света скользят по поверхности, доля отражённого света резко возрастает. В результате почти весь солнечный свет отражается от водной глади, как от зеркала, и лишь незначительная его часть проникает в толщу воды. Это явление описывается формулами Френеля.

Таким образом, поскольку основная масса солнечного света утром отражается от поверхности воды, а не проходит сквозь неё, под водой остаётся темно, несмотря на то, что над водой уже светло.

Ответ: Рано утром в ясную погоду солнце находится низко над горизонтом, и его лучи падают на поверхность воды под очень большим углом падения (близким к $90^\circ$). При таком скользящем падении большая часть солнечного света отражается от водной поверхности и не проникает вглубь, из-за чего под водой сохраняется темнота.