Номер 3, страница 214 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 6. Электромагнитная природа света. Параграф 51. Скорость света. Методы определения скорости света. Вопросы - номер 3, страница 214.

Условие.

3. Как скорость света зависит от показателя преломления среды?

Решение.

3. Решение

Скорость света в среде напрямую связана с ее оптической плотностью, которая количественно выражается через абсолютный показатель преломления. Абсолютный показатель преломления среды (обозначается как n) — это безразмерная величина, которая показывает, во сколько раз скорость света в вакууме (c) превышает фазовую скорость света в данной среде (v).

Математически эта связь выражается формулой:

$n = \frac{c}{v}$

Здесь c — это скорость света в вакууме, фундаментальная физическая константа, равная примерно $3 \times 10^8$ м/с, а v — это скорость света в рассматриваемой среде.

Из этой формулы можно легко выразить зависимость скорости света в среде от показателя преломления:

$v = \frac{c}{n}$

Эта формула демонстрирует обратно пропорциональную зависимость: чем больше показатель преломления среды n, тем меньше скорость распространения света v в этой среде. Поскольку для любой материальной среды показатель преломления n больше единицы ($n > 1$), скорость света в любой среде всегда меньше скорости света в вакууме ($v < c$). В вакууме, где n = 1, скорость света достигает своего максимального значения c. Например, у воды $n \approx 1,33$, а у алмаза $n \approx 2,42$, следовательно, свет распространяется в алмазе значительно медленнее, чем в воде.

Ответ: Скорость света в среде обратно пропорциональна ее абсолютному показателю преломления. С увеличением показателя преломления среды скорость распространения света в ней уменьшается. Эта зависимость описывается формулой $v = c/n$, где $\text{v}$ — скорость света в среде, $\text{c}$ — скорость света в вакууме, а $\text{n}$ — абсолютный показатель преломления среды.