Номер 27.32, страница 140 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 27. Преломление света - номер 27.32, страница 140.

Условие.

27.32. Толченое стекло непрозрачно, но если его залить водой, оно становится прозрачным. Какие выводы можно сделать из этого факта о свойствах воды и стекла?

Решение.

Решение

Непрозрачность толченого стекла в воздухе объясняется тем, что оно состоит из множества мелких осколков с хаотично ориентированными поверхностями. Свет, проходя через такой слой, многократно преломляется и отражается на границах раздела "стекло-воздух". Поскольку показатель преломления стекла ( $n_{стекла}$ ) значительно отличается от показателя преломления воздуха ( $n_{воздуха} \approx 1$ ), на каждой такой границе происходит сильное рассеяние света. Лучи света отклоняются в разные стороны, и в результате сквозь слой такого стекла невозможно что-либо увидеть, он кажется непрозрачным (белым).

Когда толченое стекло заливают водой, вода заполняет все промежутки между осколками. Теперь границей раздела сред становится "стекло-вода". Тот факт, что система становится прозрачной, означает, что свет теперь проходит через нее почти не рассеиваясь. Это возможно только в том случае, если на границе "стекло-вода" свет испытывает очень слабое преломление и отражение. Такое условие выполняется, когда показатели преломления двух сред очень близки друг к другу. Таким образом, свет проходит через смесь воды и стекла так, как будто это оптически однородная среда.

Следовательно, можно сделать вывод, что оптические свойства воды и стекла, а именно их показатели преломления, близки по значению. Действительно, показатель преломления воды $n_{воды} \approx 1.33$ , а обычного стекла $n_{стекла} \approx 1.5$ . Эта разница значительно меньше, чем разница между показателями преломления стекла и воздуха ( $|1.5 - 1.0| = 0.5$ против $|1.5 - 1.33| = 0.17$ ), что и приводит к наблюдаемому эффекту.

Ответ: Из этого факта можно сделать вывод, что показатели преломления света у воды и стекла являются близкими по величине. Из-за этого на границе раздела сред "стекло-вода" свет преломляется и отражается значительно слабее, чем на границе "стекло-воздух", что и делает смесь прозрачной.