Номер 4, страница 183 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 6. Световые волны. Параграф 35. Преломление света. Задания и упражнения - номер 4, страница 183.

Условие.

4. На рис. 186 показан световой луч, проходящий через границу раздела двух сред NN «воздух — стекло». Какая из сред — воздух или стекло — находится на рисунке слева от границы раздела этих сред?

Рис. 186

Решение.

Дано:

Две среды: воздух и стекло.
Показатель преломления воздуха $n_{воздуха}$.
Показатель преломления стекла $n_{стекла}$.
Известно, что стекло является оптически более плотной средой, чем воздух, следовательно, $n_{стекла} > n_{воздуха}$.
Рисунок 186, на котором изображен ход светового луча.

Найти:

Какая из сред (воздух или стекло) находится на рисунке слева от границы раздела.

Решение:

На рисунке показан переход светового луча из среды 1 (слева) в среду 2 (справа). Вертикальная линия NN — это нормаль к границе раздела сред, восстановленная в точке падения луча. Угол между падающим лучом и нормалью называется углом падения $\alpha$. Угол между преломленным лучом и нормалью — углом преломления $\gamma$.

Из рисунка видно, что угол падения больше угла преломления: $\alpha > \gamma$. Это означает, что световой луч, проходя границу раздела, отклоняется и приближается к нормали. Такое преломление света происходит, когда он переходит из оптически менее плотной среды в оптически более плотную.

Это следует из закона преломления света (закона Снеллиуса):
$n_1 \sin{\alpha} = n_2 \sin{\gamma}$
где $n_1$ — абсолютный показатель преломления первой среды (слева), а $n_2$ — абсолютный показатель преломления второй среды (справа).

Так как $\alpha > \gamma$ (и углы находятся в диапазоне от 0° до 90°), то $\sin{\alpha} > \sin{\gamma}$. Для сохранения равенства в законе преломления необходимо, чтобы показатель преломления первой среды был меньше показателя преломления второй среды: $n_1 < n_2$.

Следовательно, свет переходит из среды с меньшим показателем преломления в среду с большим показателем преломления. По условию задачи, у нас есть воздух и стекло. Показатель преломления воздуха ($n_{воздуха} \approx 1$) меньше показателя преломления стекла ($n_{стекла} \approx 1.5-1.7$).
$n_{воздуха} < n_{стекла}$

Сравнивая полученный результат ($n_1 < n_2$) с известными данными, мы можем заключить, что среда 1 (слева) — это воздух, а среда 2 (справа) — это стекло.

Ответ: Слева от границы раздела сред находится воздух.