Номер 9, страница 33, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 8. Оптика. Параграф 44. Преломление света в призме. Дисперсия - номер 9, страница 33.

Условие.

9*. Отметьте знаком «Х» правильный ответ.

Поперечное сечение параллельного пучка белого света, падающего под углом $\alpha \ne 0^\circ$ на плоскопараллельную стеклянную пластинку, находящуюся в воздухе, после прохождения через пластинку

остаётся неизменным

изменяется

Обоснуйте данный ответ, учитывая явление дисперсии света.

Решение.

остаётся неизменным [ ]

изменяется [X]

Обоснуйте данный ответ, учитывая явление дисперсии света.

Явление дисперсии света заключается в зависимости показателя преломления среды $n$ от длины волны (или цвета) света $\lambda$. Для стекла, как и для большинства прозрачных веществ, показатель преломления для фиолетового света ($n_ф$) больше, чем для красного света ($n_к$), то есть $n_ф > n_к$.

Когда параллельный пучок белого света падает на плоскопараллельную пластинку под углом $\alpha \neq 0^\circ$, на первой границе раздела (воздух-стекло) происходит преломление. Согласно закону Снеллиуса $n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta$, где $n_1$ - показатель преломления воздуха, а $n_2$ - стекла.

Поскольку показатель преломления стекла $n_2$ различен для разных цветов, угол преломления $\beta$ также будет разным. Из формулы $\sin \beta = \frac{n_1 \sin \alpha}{n_2}$ следует, что чем больше $n_2$, тем меньше угол преломления $\beta$. Следовательно, фиолетовые лучи преломятся сильнее (пройдут ближе к нормали), чем красные: $\beta_ф < \beta_к$. Таким образом, внутри пластинки белый свет разлагается в спектр.

На второй границе раздела (стекло-воздух) лучи снова преломляются. Так как пластинка плоскопараллельная, все составляющие света выходят из неё под тем же углом $\alpha$, под которым падали, и, следовательно, выходящие лучи всех цветов параллельны друг другу и параллельны падающему пучку.

Однако из-за разницы в углах преломления внутри пластинки лучи разных цветов выходят из пластинки смещенными относительно друг друга в поперечном направлении. Боковое смещение для фиолетовых лучей оказывается большим, чем для красных. В результате этого пучок света на выходе из пластинки становится шире, чем на входе. Таким образом, его поперечное сечение изменяется (увеличивается).

Ответ: Поперечное сечение параллельного пучка белого света после прохождения через плоскопараллельную стеклянную пластинку изменяется (увеличивается) из-за явления дисперсии.