Номер 13, страница 161 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

13. На рисунке Т4.7 представлены три варианта направления пучка белого света на стеклянную призму для получения сплошного спектра. Какой из трёх вариантов позволит решить поставленную задачу наиболее успешно?

Рис. Т4.7

1) 1

2) 2

3) 3

4) все три одинаково

Для получения сплошного спектра белого света с помощью призмы используется явление дисперсии. Дисперсия света — это зависимость показателя преломления среды от длины волны ($ \lambda $) света. Для стекла, из которого сделана призма, показатель преломления $\text{n}$ уменьшается с увеличением длины волны, то есть для фиолетового света он больше, чем для красного: $n_{фиолетовый} > n_{красный}$.

Согласно закону преломления света (закону Снеллиуса), $n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \gamma$, где $\alpha$ — угол падения, а $\gamma$ — угол преломления. Так как показатель преломления призмы $n_2$ различен для разных цветов в спектре белого света, то и углы преломления для них будут разными. Это и приводит к разложению света в спектр.

Для достижения наибольшего углового разделения цветов, то есть для получения наиболее четкого и широкого спектра, необходимо, чтобы свет преломлялся на обеих гранях призмы, через которые он проходит.

Проанализируем представленные варианты:

Вариант 1: Пучок света падает на левую грань призмы под углом (не перпендикулярно). На этой грани происходит первое преломление, и белый свет начинает разделяться на составляющие цвета, так как каждый цвет преломляется под своим углом. Затем, при выходе из призмы через правую грань, свет преломляется во второй раз. Второе преломление усиливает разделение цветов. Это стандартный и самый эффективный способ получения спектра.

Вариант 2: Пучок света направлен на вершину призмы. Вершина является ребром, а не гладкой преломляющей поверхностью. Падение света на ребро приведет к сложным явлениям, таким как рассеяние и дифракция, а не к качественному разложению в спектр за счет преломления. Этот вариант не подходит для поставленной задачи.

Вариант 3: Этот случай симметричен варианту 1. Свет падает на правую грань и выходит через левую. Эффект будет таким же, как и в первом варианте: двукратное преломление и эффективное разложение в спектр.

Таким образом, варианты 1 и 3 являются наиболее успешными для получения сплошного спектра, так как в обоих случаях используется двукратное преломление, что максимизирует дисперсию. Вариант 2 является наименее успешным. Поскольку варианты 1 и 3 эквивалентны по своей эффективности, а в вариантах ответа они представлены по отдельности, можно выбрать любой из них как правильный. В учебной практике чаще всего используется схема, показанная в варианте 1.

Ответ: 1) 1