Номер 4, страница 94, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Геометрическая оптика. Параграф 85. Линзы - номер 4, страница 94.

Условие.

4. Почему в тонкостенном стакане с водой предметы, например ложка, кажутся больше, чем есть на самом деле?

Решение.

Решение

Это оптическое явление объясняется преломлением света на границе двух сред — воды и воздуха. Тонкостенный стакан с водой, имеющий цилиндрическую форму, работает как собирающая (выпуклая) цилиндрическая линза.

Лучи света, отраженные от ложки, находящейся в воде, распространяются во все стороны. Когда мы смотрим на ложку сбоку, лучи света выходят из воды, проходят через тонкую стенку стакана и попадают в воздух, где находится наш глаз. Поскольку вода является оптически более плотной средой, чем воздух (показатель преломления воды $n_{воды} \approx 1,33$, а воздуха $n_{воздуха} \approx 1,0$), на изогнутой границе вода-воздух происходит преломление света.

Цилиндрическая поверхность стакана с водой заставляет расходящиеся лучи света от ложки преломляться и сходиться медленнее, чем если бы стенки были плоскими. Наш мозг, воспринимая эти лучи, не учитывает их преломление и продолжает их по прямой в обратном направлении до точки мнимого пересечения. Эта точка пересечения (мнимое изображение) находится дальше от центра стакана, чем реальный объект. В результате мы видим увеличенное мнимое изображение ложки. Эффект аналогичен взгляду на предмет через увеличительное стекло.

Ответ: Предметы в стакане с водой кажутся больше, потому что стакан с водой действует как цилиндрическая собирающая линза, которая создает увеличенное мнимое изображение предмета из-за преломления света на изогнутой границе раздела сред вода-воздух.