Упражнение 48, страница 210 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

УПРАЖНЕНИЕ 48

Почему, находясь в лодке, трудно попасть копьём (острогой) в рыбу, плавающую невдалеке?

Решение

Попасть копьём в рыбу, находясь в лодке, трудно из-за физического явления — преломления света на границе двух сред с разной оптической плотностью (воды и воздуха).

Человек видит рыбу благодаря световым лучам, которые отражаются от неё, проходят сквозь воду, выходят в воздух и попадают в глаза наблюдателя. При переходе из воды (более плотная оптическая среда) в воздух (менее плотная среда) световые лучи преломляются, то есть изменяют своё направление, отклоняясь от перпендикуляра к поверхности воды. Этот процесс описывается законом преломления света (законом Снеллиуса):

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

где $n_1$ — показатель преломления воды, $n_2$ — показатель преломления воздуха ($n_1 > n_2$), $\alpha$ — угол падения, $\beta$ — угол преломления.

Наш мозг не анализирует преломление и воспринимает свет так, как будто он распространяется по прямой линии. В результате мозг строит мнимое изображение рыбы, продолжая преломлённые лучи в обратном направлении. Это мнимое изображение оказывается расположенным на меньшей глубине, чем находится рыба на самом деле. Иными словами, рыба кажется нам ближе к поверхности, чем она есть.

Поэтому, когда человек целится копьём прямо в то место, где видит рыбу, он на самом деле метит в её мнимое изображение. Чтобы поразить цель, необходимо целиться ниже видимого положения рыбы, делая поправку на оптический обман.

Ответ: Трудность заключается в явлении преломления света на границе вода-воздух. Из-за этого явления наблюдателю в лодке кажется, что рыба находится на меньшей глубине, чем её реальное положение. Целясь в видимое (мнимое) изображение рыбы, человек промахнётся, так как настоящее положение рыбы — глубже.