Номер 2, страница 31, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 8. Оптика. Параграф 44. Преломление света в призме. Дисперсия - номер 2, страница 31.

Условие.

2. После двукратного преломления на боковых гранях стеклянной призмы падающего на неё параллельного пучка синего света:

1) выходящий пучок остаётся параллельным;

2) выходящий пучок разлагается в спектр;

3) выходящий пучок отклоняется к основанию призмы, если её материал оптически менее плотный, чем окружающая среда;

4) выходящий пучок отклоняется к основанию призмы, если её материал оптически более плотный, чем окружающая среда;

5) угол отклонения выходящего пучка зависит только от угла падения;

6) угол отклонения выходящего пучка зависит только от преломляющего угла призмы;

7) угол отклонения выходящего пучка зависит от угла падения, преломляющего угла и относительного показателя материала призмы.

Запишите в клетки таблицы номера правильных ответов в порядке их следования.

Решение.

Решение

Проанализируем каждое утверждение, касающееся прохождения параллельного пучка синего света через стеклянную призму.

1) выходящий пучок остаётся параллельным

Параллельный пучок света состоит из лучей, идущих параллельно друг другу. При падении на плоскую грань призмы все эти лучи имеют одинаковый угол падения. Согласно закону преломления света, все они преломятся под одним и тем же углом. Пройдя через однородную призму, лучи упадут на вторую грань также под одинаковыми углами падения (относительно нормали ко второй грани). Следовательно, после второго преломления они выйдут из призмы, оставаясь параллельными друг другу. Таким образом, выходящий пучок света останется параллельным, хотя и изменит свое направление по сравнению с падающим пучком.

Ответ: утверждение верное.

2) выходящий пучок разлагается в спектр

Дисперсия света – это явление разложения света, состоящего из волн разной длины (например, белого света), в спектр. Оно обусловлено зависимостью показателя преломления среды от длины волны света. В условии задачи говорится о пучке синего света. Синий свет является монохроматическим, то есть имеет одну определённую длину волны (или очень узкий диапазон длин волн). Монохроматический свет не может разложиться в спектр, он лишь преломляется и отклоняется на определённый угол.

Ответ: утверждение неверное.

3) выходящий пучок отклоняется к основанию призмы, если её материал оптически менее плотный, чем окружающая среда

Если материал призмы оптически менее плотный, чем окружающая среда, его показатель преломления $n_{призмы}$ меньше показателя преломления окружающей среды $n_{среды}$. При переходе луча из оптически более плотной среды в менее плотную (на входе в призму), он отклоняется от нормали. При выходе из призмы (из менее плотной в более плотную среду), он отклоняется к нормали. В результате такого двойного преломления луч отклонится к вершине призмы (её самой тонкой части), а не к основанию.

Ответ: утверждение неверное.

4) выходящий пучок отклоняется к основанию призмы, если её материал оптически более плотный, чем окружающая среда

Если материал призмы оптически более плотный, чем окружающая среда ($n_{призмы} > n_{среды}$), что характерно для стандартной стеклянной призмы в воздухе, то при входе в призму луч преломляется, приближаясь к нормали, а при выходе из неё – удаляясь от нормали. Суммарное отклонение луча после двух преломлений всегда происходит в сторону утолщения призмы, то есть к её основанию.

Ответ: утверждение верное.

5) угол отклонения выходящего пучка зависит только от угла падения

Угол отклонения $\delta$ луча призмой определяется по формуле $\delta = \alpha_1 + \alpha_2 - \phi$, где $\alpha_1$ – угол падения, $\alpha_2$ – угол выхода, а $\phi$ – преломляющий угол призмы. Угол выхода $\alpha_2$ в свою очередь зависит от $\alpha_1$, $\phi$ и относительного показателя преломления $n$ материала призмы. Следовательно, угол отклонения зависит от всех этих трёх величин, а не только от угла падения.

Ответ: утверждение неверное.

6) угол отклонения выходящего пучка зависит только от преломляющего угла призмы

Как и в предыдущем пункте, угол отклонения $\delta$ является функцией трёх переменных: угла падения $\alpha_1$, преломляющего угла $\phi$ и показателя преломления $n$. Например, при фиксированном преломляющем угле, изменение угла падения приводит к изменению угла отклонения, который проходит через минимальное значение.

Ответ: утверждение неверное.

7) угол отклонения выходящего пучка зависит от угла падения, преломляющего угла и относительного показателя преломления материала призмы

Это утверждение корректно и полно перечисляет все физические величины, от которых зависит угол отклонения луча призмой. Из законов преломления на двух гранях призмы следует, что угол отклонения $\delta$ является функцией угла падения $\alpha_1$, преломляющего угла призмы $\phi$ и относительного показателя преломления материала $n$.

Ответ: утверждение верное.

Таким образом, верными являются утверждения под номерами 1, 4 и 7. Запишем эти номера в таблицу в порядке их следования.

Ответ: 147.