Номер 27.28, страница 139 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 27. Преломление света - номер 27.28, страница 139.

Условие.

27.28. Вы рассматриваете надпись на бумаге сквозь толстую стеклянную пластинку (рис. 154). Будет ли текст казаться вам ближе или дальше, чем он есть на самом деле? Обоснуйте свой ответ с помощью схематического рисунка.

Рис. 154

Решение.

Текст, рассматриваемый сквозь толстую стеклянную пластинку, будет казаться ближе, чем он есть на самом деле.

Это оптическое явление объясняется преломлением света на границе двух сред: стекло — воздух. Показатель преломления стекла ($n_{ст}$) больше показателя преломления воздуха ($n_{в} \approx 1$).

Решение

Лучи света, отраженные от надписи на бумаге, проходят через толщу стекла и выходят в воздух, где находится глаз наблюдателя. При переходе из оптически более плотной среды (стекло) в оптически менее плотную среду (воздух) лучи света преломляются, отклоняясь от перпендикуляра (нормали) к поверхности раздела сред.

Человеческий мозг воспринимает положение объекта, продолжая преломленные лучи в обратном направлении по прямой линии до их пересечения. Точка пересечения этих воображаемых линий (мнимое изображение) будет находиться на меньшей глубине, чем реальное положение объекта.

Это можно проиллюстрировать с помощью схематического рисунка:

На рисунке показан ход лучей от точки S, находящейся на тексте. Стеклянная пластинка имеет реальную толщину d.

1. Луч, идущий из точки S перпендикулярно поверхности, проходит через границу стекло-воздух без преломления.

2. Луч, падающий на границу стекло-воздух под некоторым углом падения $\alpha$, преломляется и выходит в воздух под углом преломления $\beta$.

Согласно закону преломления света (закону Снеллиуса), соотношение углов и показателей преломления описывается формулой: $n_{ст} \cdot \sin \alpha = n_{в} \cdot \sin \beta$.

Поскольку $n_{ст} > n_{в}$, то для выполнения равенства угол преломления должен быть больше угла падения: $\beta > \alpha$.

Глаз наблюдателя воспринимает мнимое изображение точки S в точке S', которая является точкой пересечения продолжения преломленного луча с первым (перпендикулярным) лучом. Как видно из геометрического построения, кажущаяся глубина d' (расстояние до изображения S') меньше реальной толщины пластинки d. Таким образом, надпись кажется «приподнятой» и, следовательно, расположенной ближе к наблюдателю.

Ответ: Текст будет казаться ближе, чем он есть на самом деле.