Номер 7, страница 103 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IX. Геометрическая оптика. Смотрим и думаем - номер 7, страница 103.

Условие.

7. Какой рисунок правильно показывает изображение палки, торчащей из воды?

Решение.

Правильный рисунок — первый слева.

Это явление объясняется преломлением света на границе двух сред: воды и воздуха. Свет, отраженный от подводной части палки, переходит из более плотной оптической среды (воды) в менее плотную (воздух). При этом световые лучи изменяют свое направление — преломляются.

Согласно закону преломления света (закону Снеллиуса), при переходе из оптически более плотной среды в менее плотную, угол преломления больше угла падения. Формула выглядит так: $n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta$, где $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления воды и воздуха соответственно ($n_1 > n_2$), $\alpha$ — угол падения, $\beta$ — угол преломления. Так как показатель преломления воды ($n_1 \approx 1,33$) больше показателя преломления воздуха ($n_2 \approx 1,00$), угол преломления $\beta$ будет больше угла падения $\alpha$. Это означает, что лучи света, выходя из воды, отклоняются от перпендикуляра к поверхности.

Из-за этого преломления наблюдателю, который смотрит из воздуха, кажется, что подводная часть палки находится выше (ближе к поверхности), чем на самом деле. В результате палка выглядит "сломанной" или изогнутой на границе воды и воздуха, причем ее подводная часть кажется приподнятой.

Рассмотрим предложенные варианты:

• Рисунок 1 (слева): Подводная часть палки кажется короче и расположена под более крутым углом к поверхности. Это полностью соответствует явлению преломления света.
• Рисунок 2: Палка выглядит прямой, как будто преломления нет. Это неверно.
• Рисунок 3: Подводная часть палки кажется отогнутой вниз. Это противоречит законам оптики.
• Рисунок 4: Палка выглядит сломанной, но ее части параллельны. Это также неверное изображение эффекта преломления.

Таким образом, только первый рисунок правильно иллюстрирует оптический эффект, наблюдаемый, когда палка частично погружена в воду.

Ответ: Правильно показывает изображение палки первый рисунок слева.