Номер 2, страница 87, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Геометрическая оптика. Параграф 84. Полное отражение света. Повторим изученное - номер 2, страница 87.

Условие.

• Что такое оптическая плотность среды?

Решение.

Что такое оптическая плотность среды?

Оптическая плотность среды — это безразмерная физическая величина, которая характеризует способность среды изменять скорость распространения света при его прохождении через эту среду. Чем сильнее среда замедляет свет, тем она считается оптически более плотной.

Среду называют оптически более плотной, если скорость света в ней меньше, чем в другой среде, с которой ее сравнивают. Соответственно, среда, в которой скорость света больше, называется оптически менее плотной.

Количественной мерой оптической плотности является абсолютный показатель преломления $\text{n}$. Он определяется как отношение скорости света в вакууме $\text{c}$ к скорости света в данной среде $\text{v}$:
$n = \frac{c}{v}$
где:
$\text{c}$ — скорость света в вакууме (константа, $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с),
$\text{v}$ — фазовая скорость света в среде.

Из формулы следует, что чем больше показатель преломления $\text{n}$, тем меньше скорость света $\text{v}$ в среде, и, следовательно, тем выше ее оптическая плотность. Примеры значений $\text{n}$:
• Вакуум: $n = 1$ (наименьшая оптическая плотность)
• Воздух: $n \approx 1.0003$
• Вода: $n \approx 1.33$
• Стекло: $n \approx 1.5 - 1.9$
Следовательно, вода является оптически более плотной средой, чем воздух, а стекло — оптически более плотной средой, чем вода.

Важно не путать оптическую плотность с физической плотностью (массой в единице объема). Среда с большей физической плотностью не обязательно является оптически более плотной. Классический пример: растительное масло легче воды (плавает на ее поверхности), но оптически плотнее нее (показатель преломления масла $n \approx 1.47$, а у воды $n \approx 1.33$).

Понятие оптической плотности является фундаментальным для понимания закона преломления света (закона Снеллиуса), который описывает, как изменяется направление светового луча при его переходе через границу двух сред с разной оптической плотностью.

Ответ: Оптическая плотность среды — это характеристика, которая показывает, насколько среда замедляет проходящий через нее свет. Количественно она выражается через абсолютный показатель преломления $\text{n}$, равный отношению скорости света в вакууме к скорости света в среде ($n = c/v$). Чем выше показатель преломления, тем больше оптическая плотность среды.