Номер 265, страница 130, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 7. Оптические явления - номер 265, страница 130.

Условие.

265. На рисунках 122, а–в изображены луч, падающий на границу раздела «воздух — вода», отражённый и преломлённый лучи. На каком рисунке лучи изображены правильно? Объясните свой ответ.

Рис. 122

Решение.

Решение

Для того чтобы определить, на каком рисунке правильно изображён ход лучей, необходимо проанализировать их поведение на границе раздела сред «воздух — вода» с точки зрения законов отражения и преломления света.

1. Закон отражения света: Угол падения луча на границу раздела двух сред равен углу отражения. Углы измеряются от перпендикуляра, проведённого к границе в точке падения. Формульно это записывается как $α = β$.

2. Закон преломления света: При переходе из одной прозрачной среды в другую световой луч изменяет своё направление. В данном случае свет переходит из воздуха в воду. Воздух является оптически менее плотной средой (показатель преломления $n_1 \approx 1,00$), а вода — оптически более плотной ($n_2 \approx 1,33$). Когда свет переходит из оптически менее плотной среды в более плотную, угол преломления $γ$ становится меньше угла падения $α$. То есть, луч «прижимается» к перпендикуляру.

Проанализируем каждый рисунок:

а

На этом рисунке угол падения равен углу отражения, что соответствует закону отражения. Однако преломлённый луч не меняет своего направления, что неверно, так как при переходе между средами с разными показателями преломления свет должен преломляться.

б

Здесь также соблюдается закон отражения. Но преломлённый луч отклоняется от перпендикуляра, то есть угол преломления оказывается больше угла падения ($γ > α$). Такое явление наблюдается при переходе света из оптически более плотной среды в менее плотную (например, из воды в воздух), что противоречит условию задачи.

в

На данном рисунке выполняются оба физических закона. Угол падения равен углу отражения ($α = β$). Преломлённый луч приближается к перпендикуляру, то есть угол преломления меньше угла падения ($γ < α$). Это в точности соответствует переходу светового луча из воздуха в воду.

Ответ:

Правильно лучи изображены на рисунке в. На этом рисунке одновременно выполняются два условия: угол падения равен углу отражения, и угол преломления меньше угла падения, что соответствует переходу света из оптически менее плотной среды (воздух) в оптически более плотную (вода).