Номер 4, страница 225 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава V. Геометрическая оптика. Параграф 40. Преломление света - номер 4, страница 225.

Условие.

4. В каком случае луч света при переходе из одной прозрачной среды в другую не меняет направления?

Решение.

Решение

Изменение направления распространения света при его переходе из одной прозрачной среды в другую называется преломлением. Это явление описывается законом преломления света (законом Снеллиуса):

$n_1 \sin(\alpha) = n_2 \sin(\beta)$

где $n_1$ и $n_2$ — абсолютные показатели преломления первой и второй сред соответственно, $\alpha$ — угол падения (угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела сред), а $\beta$ — угол преломления (угол между преломлённым лучом и перпендикуляром).

Луч света не меняет своего направления, если угол падения равен углу преломления, то есть $\alpha = \beta$. Рассмотрим, в каких случаях выполняется это условие.

Первый случай: падение луча перпендикулярно границе раздела сред.

Если луч света падает перпендикулярно на границу раздела двух сред, то его угол падения $\alpha$ равен $0^{\circ}$. Подставим это значение в закон преломления:

$n_1 \sin(0^{\circ}) = n_2 \sin(\beta)$

$n_1 \cdot 0 = n_2 \sin(\beta)$

$0 = n_2 \sin(\beta)$

Поскольку показатель преломления второй среды $n_2$ не может быть равен нулю, то для выполнения этого равенства необходимо, чтобы $\sin(\beta) = 0$. Это означает, что угол преломления $\beta$ также равен $0^{\circ}$. Таким образом, луч проходит через границу раздела сред, не изменяя своего первоначального направления.

Второй случай: равенство показателей преломления сред.

Если луч света переходит между средами, имеющими одинаковые показатели преломления, то есть $n_1 = n_2$. В этом случае закон преломления можно записать так:

$n_1 \sin(\alpha) = n_1 \sin(\beta)$

Поскольку показатель преломления $n_1$ не равен нулю, мы можем сократить его в обеих частях уравнения:

$\sin(\alpha) = \sin(\beta)$

Из этого равенства следует, что $\alpha = \beta$ для любого угла падения. Это означает, что если свет переходит между средами с одинаковой оптической плотностью, он не преломляется и продолжает распространяться прямолинейно, не меняя своего направления.

Ответ: Луч света не меняет направления при переходе из одной прозрачной среды в другую в двух случаях:1. Если луч падает перпендикулярно границе раздела сред (угол падения равен нулю).2. Если показатели преломления обеих сред одинаковы.