Номер 6, страница 271 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 8. Оптика. Параграф 43. Закон преломления света на плоской границе двух однородных прозрачных сред. Вопросы - номер 6, страница 271.

Условие.

6. В каких случаях относительный показатель преломления данного вещества по отношению к окружающей среде будет:

а) больше единицы;

б) меньше единицы;

в) равен единице?

Решение.

Относительный показатель преломления $n_{21}$ показывает, во сколько раз скорость света в первой среде ($v_1$) отличается от скорости света во второй среде ($v_2$). Он определяется как отношение абсолютных показателей преломления второй среды ($n_2$) и первой среды ($n_1$):

$n_{21} = \frac{n_2}{n_1} = \frac{v_1}{v_2}$

В данном вопросе "данное вещество" является второй средой (в которую свет переходит), а "окружающая среда" - первой средой (из которой свет идет). Обозначим абсолютный показатель преломления вещества как $n_{вещ}$, а абсолютный показатель преломления окружающей среды как $n_{среды}$. Тогда относительный показатель преломления вещества по отношению к окружающей среде вычисляется по формуле:

$n_{отн} = \frac{n_{вещ}}{n_{среды}}$

а) Больше единицы

Относительный показатель преломления будет больше единицы ($n_{отн} > 1$), если выполняется неравенство $\frac{n_{вещ}}{n_{среды}} > 1$, что равносильно $n_{вещ} > n_{среды}$. Это происходит, когда абсолютный показатель преломления вещества больше абсолютного показателя преломления окружающей среды. Такое вещество называют оптически более плотным, чем окружающая среда. При переходе света из оптически менее плотной среды в более плотную луч света отклоняется к нормали (перпендикуляру к границе раздела сред). Например, при переходе света из воздуха ($n_{среды} \approx 1,0$) в воду ($n_{вещ} \approx 1,33$).
Ответ: Относительный показатель преломления вещества по отношению к окружающей среде будет больше единицы в том случае, если вещество является оптически более плотным, чем окружающая среда.

б) Меньше единицы

Относительный показатель преломления будет меньше единицы ($n_{отн} < 1$), если выполняется неравенство $\frac{n_{вещ}}{n_{среды}} < 1$, что равносильно $n_{вещ} < n_{среды}$. Это происходит, когда абсолютный показатель преломления вещества меньше абсолютного показателя преломления окружающей среды. Такое вещество называют оптически менее плотным, чем окружающая среда. При переходе света из оптически более плотной среды в менее плотную луч света отклоняется от нормали. Например, при переходе света из стекла ($n_{среды} \approx 1,5$) в воздух ($n_{вещ} \approx 1,0$).
Ответ: Относительный показатель преломления вещества по отношению к окружающей среде будет меньше единицы в том случае, если вещество является оптически менее плотным, чем окружающая среда.

в) Равен единице

Относительный показатель преломления будет равен единице ($n_{отн} = 1$), если выполняется равенство $\frac{n_{вещ}}{n_{среды}} = 1$, что равносильно $n_{вещ} = n_{среды}$. Это происходит, когда абсолютные показатели преломления вещества и окружающей среды равны. В этом случае среды являются оптически однородными, и свет, проходя через границу их раздела, не преломляется, то есть не изменяет своего направления. Граница раздела сред становится невидимой. Например, если поместить объект из стекла в жидкость, имеющую такой же показатель преломления.
Ответ: Относительный показатель преломления вещества по отношению к окружающей среде будет равен единице в том случае, если их абсолютные показатели преломления одинаковы.