Номер 29.40, страница 152 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 29. Глаз. Оптические приборы - номер 29.40, страница 152.

Условие.

29.40. Герой романа английского писателя-фантаста Г. Уэллса «Человек-невидимка» оставался невидимым для других, но сам все прекрасно видел. Не противоречит ли это известным вам законам физики?

Решение.

Да, ситуация, описанная в романе, полностью противоречит известным законам физики, в частности, принципам оптики, на которых основано зрение.

Чтобы понять противоречие, необходимо рассмотреть два условия: невидимость и способность видеть.

1. Условие невидимости.
Чтобы объект был невидимым, он не должен ни поглощать, ни отражать, ни рассеивать падающий на него свет. Свет должен проходить сквозь него без искажений. Это возможно, если показатель преломления вещества, из которого состоит объект, в точности равен показателю преломления окружающей среды (в данном случае, воздуха). То есть, для всех тканей тела человека-невидимки, включая его глаза, должно выполняться условие: $n_{тела} = n_{воздуха}$.

2. Условие для зрения.
Зрение — это процесс, при котором оптическая система глаза (роговица и хрусталик) преломляет световые лучи, фокусируя их на сетчатке. Для преломления света необходимо, чтобы показатель преломления хрусталика и роговицы был отличен от показателя преломления воздуха. После фокусировки свет должен быть поглощен светочувствительными клетками сетчатки (палочками и колбочками). Именно поглощение фотонов света запускает химическую реакцию, которая преобразуется в нервный импульс, передаваемый в мозг.

Противоречие.
Если бы глаза человека-невидимки были прозрачны и имели показатель преломления, равный воздуху (условие невидимости), то они не смогли бы выполнять свою функцию:
- Хрусталик и роговица не преломляли бы свет, и изображение не могло бы сфокусироваться.
- Сетчатка, будучи прозрачной, не поглощала бы свет, а значит, не могла бы генерировать нервные импульсы.
Таким образом, человек, ставший полностью невидимым, был бы абсолютно слепым. Способность видеть и полная невидимость — взаимоисключающие состояния с точки зрения физики.

Ответ: Да, это противоречит известным законам физики. Для того чтобы быть невидимым, все части тела, включая глаза, должны быть полностью прозрачными и не взаимодействовать со светом. Однако для того, чтобы видеть, глаз должен, наоборот, активно взаимодействовать со светом: преломлять его с помощью хрусталика и поглощать его сетчаткой. Эти два требования несовместимы. Невидимый человек был бы слеп.