Номер 180, страница 284 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 180, страница 284.

Условие.

180. Перечертите в тетрадь рисунок 25, дополнив его в каждом случае недостающими лучами (внутри или снаружи куска стекла). Обозначьте на рисунке углы падения и преломления, указав в каждом случае, какой из них больше.

Решение.

Поскольку рисунок 25 не предоставлен, в задаче рассмотрены два наиболее вероятных случая, которые он мог иллюстрировать: переход луча света из воздуха в стекло и из стекла в воздух. Для каждого случая достроен недостающий луч, обозначены углы падения и преломления, и проведено их сравнение.

Случай 1: Переход света из воздуха в стекло

На рисунке показан ход луча, падающего из воздуха на поверхность стекла. Падающий луч приближается к границе раздела сред, а преломленный луч продолжает свой путь в стекле. Угол падения $\alpha$ — это угол между падающим лучом и нормалью (перпендикуляром к границе сред), а угол преломления $\gamma$ — угол между преломленным лучом и нормалью.

Решение

При переходе из воздуха в стекло свет распространяется из оптически менее плотной среды в оптически более плотную. Это означает, что показатель преломления воздуха $n_1$ меньше показателя преломления стекла $n_2$, то есть $n_1 < n_2$.
Согласно закону преломления света (закону Снеллиуса):
$n_1 \sin{\alpha} = n_2 \sin{\gamma}$
Из этого соотношения можно выразить отношение синусов углов:
$\frac{\sin{\alpha}}{\sin{\gamma}} = \frac{n_2}{n_1}$
Поскольку $n_2 > n_1$, то и отношение $\frac{n_2}{n_1} > 1$. Следовательно, $\sin{\alpha} > \sin{\gamma}$.
Так как углы падения и преломления находятся в диапазоне от 0° до 90°, из неравенства для синусов следует, что и сами углы соотносятся так же: $\alpha > \gamma$.
Таким образом, при переходе из воздуха в стекло световой луч преломляется, приближаясь к нормали.

Ответ: угол падения больше угла преломления, $\alpha > \gamma$.

Случай 2: Переход света из стекла в воздух

На рисунке показан ход луча, падающего из стекла на границу с воздухом. Падающий луч приближается к границе раздела сред изнутри стекла, а преломленный луч выходит в воздух.

Решение

При переходе из стекла в воздух свет распространяется из оптически более плотной среды в оптически менее плотную. Это означает, что показатель преломления стекла $n_1$ больше показателя преломления воздуха $n_2$, то есть $n_1 > n_2$.
Закон преломления света записывается так же:
$n_1 \sin{\alpha} = n_2 \sin{\gamma}$
Выразим отношение синусов:
$\frac{\sin{\alpha}}{\sin{\gamma}} = \frac{n_2}{n_1}$
Поскольку $n_1 > n_2$, то отношение $\frac{n_2}{n_1} < 1$. Следовательно, $\sin{\alpha} < \sin{\gamma}$.
Для острых углов это означает, что $\alpha < \gamma$.
Таким образом, при переходе из стекла в воздух световой луч преломляется, удаляясь от нормали.

Ответ: угол преломления больше угла падения, $\gamma > \alpha$.