Номер 30, страница 166 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

30. При прохождении через каплю дождя пучок белого света превращается в разноцветный спектр и наблюдается радуга потому, что

1) белый свет является светом, состоящим из разных цветов. В результате различного преломления на границах между воздухом и водой он разделяется на составные цвета

2) проходя через воду, белый свет окрашивается в разные цвета

3) вода поглощает белый свет и затем излучает пучки света разных цветов

4) проходя через каплю воды, частицы света расщепляются по-разному. Действие таких «осколков» белого света на глаз мы воспринимаем как свет разных цветов

Решение:

Возникновение радуги объясняется явлением, которое в физике называется дисперсией света. Разберем этот процесс и проанализируем предложенные варианты ответа.

Основная идея заключается в том, что белый свет, который мы получаем от Солнца, на самом деле не является монохроматическим. Он представляет собой совокупность электромагнитных волн разной длины, каждая из которых соответствует определенному цвету видимого спектра (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый).

Когда луч света переходит из одной прозрачной среды в другую (например, из воздуха в воду в капле дождя), он преломляется — изменяет направление своего распространения. Коэффициент преломления вещества, который определяет степень этого изменения, немного различается для волн разной длины (разных цветов). Эта зависимость показателя преломления от длины волны и есть дисперсия.

Для видимого света в воде показатель преломления наибольший для фиолетового цвета (самая короткая длина волны) и наименьший для красного цвета (самая длинная длина волны). Согласно закону преломления Снеллиуса ($n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\beta$), это означает, что при входе в каплю воды фиолетовый свет отклонится на больший угол, чем красный. Пройдя через каплю, испытав одно или несколько внутренних отражений и выйдя обратно в воздух, свет еще раз преломляется. В результате этих процессов пучок белого света разлагается в спектр, и мы видим разноцветную дугу на небе.

Теперь рассмотрим предложенные варианты:

1) белый свет является светом, состоящим из разных цветов. В результате различного преломления на границах между воздухом и водой он разделяется на составные цвета.

Это утверждение абсолютно верно и точно описывает физическую суть явления дисперсии, приводящего к образованию радуги.

2) проходя через воду, белый свет окрашивается в разные цвета.

Это утверждение неверно. Вода не является красителем и не придает свету цвет. Она лишь разделяет цвета, которые уже содержатся в белом свете.

3) вода поглощает белый свет и затем излучает пучки света разных цветов.

Это описание явления люминесценции (флуоресценции или фосфоресценции), которое не является причиной возникновения радуги. Радуга — результат преломления и отражения, а не поглощения и переизлучения.

4) проходя через каплю воды, частицы света расщепляются по-разному. Действие таких «осколков» белого света на глаз мы воспринимаем как свет разных цветов.

Это утверждение использует некорректную, псевдонаучную терминологию. Частицы света (фотоны) не "расщепляются на осколки". Цвет света определяется энергией фотона, которая не меняется при преломлении. Явление радуги объясняется в рамках волновой оптики.

Таким образом, единственно верным объяснением является первое.

Ответ: 1