Номер 4, страница 291 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Домашние лабораторные работы - номер 4, страница 291.

Условие.

4. Наблюдение преломления света в жидкости

Цель работы: исследовать явление преломления света.

Средства измерения и материалы: карманный фонарь, сосуд с водой, порошок из мела (или сухое молоко), чайная ложка.

Гипотеза исследования

Явление преломления света можно наблюдать на границе раздела двух прозрачных сред.

Конкретизируйте гипотезу, учитывая, что граница раздела прозрачных сред – это воздух и слабый раствор порошка из мела (сухого молока).

Порядок выполнения работы

1. В сосуд с водой с помощью чайной ложки добавьте порошок из мела или сухое молоко.

2. Возьмите карманный фонарь и направьте свет от него в сосуд с водой (рис. 253).

3. Пронаблюдайте, как изменяется направление распространения света при переходе его из воздуха в раствор.

4. Измените (увеличьте или уменьшите) угол падения светового пучка на границу раздела двух сред. Как при этом изменяется угол преломления?

5. Подтвердилась или не подтвердилась ваша гипотеза исследования?

Рис. 253

Решение.

Гипотеза исследования

При переходе светового луча из воздуха в слабый водный раствор порошка мела (или сухого молока) на границе раздела этих двух прозрачных сред произойдет изменение направления распространения света — явление преломления. Поскольку свет переходит из оптически менее плотной среды (воздух) в оптически более плотную (раствор), угол преломления будет меньше угла падения.

Порядок выполнения работы

3. При переходе из воздуха в раствор световой луч меняет свое направление. Он отклоняется, приближаясь к перпендикуляру, восстановленному в точке падения луча к границе раздела сред. Это происходит потому, что свет переходит из оптически менее плотной среды (воздух) в оптически более плотную среду (раствор воды с мелом). Угол преломления света в растворе оказывается меньше угла падения. Добавление порошка в воду необходимо для визуализации луча света в жидкости за счет его рассеяния на частицах.

Ответ: Направление распространения света изменяется — луч преломляется, приближаясь к перпендикуляру к поверхности раздела сред.

4. Угол падения и угол преломления связаны законом Снеллиуса: $ \frac{\sin \alpha}{\sin \beta} = \frac{n_2}{n_1} $, где $ \alpha $ — угол падения, $ \beta $ — угол преломления, $ n_1 $ и $ n_2 $ — показатели преломления первой и второй сред. Так как показатели преломления сред постоянны, то из формулы следует прямая зависимость между углами: при увеличении угла падения $ \alpha $ будет увеличиваться и угол преломления $ \beta $. Аналогично, при уменьшении угла падения $ \alpha $ угол преломления $ \beta $ также будет уменьшаться.

Ответ: При увеличении угла падения увеличивается и угол преломления. При уменьшении угла падения угол преломления также уменьшается.

5. В ходе выполнения эксперимента мы наблюдаем, что световой луч действительно меняет свое направление при переходе из воздуха в раствор, то есть преломляется. Это подтверждает выдвинутую гипотезу о том, что явление преломления света можно наблюдать на границе раздела двух прозрачных сред (в данном случае воздуха и раствора).

Ответ: Да, гипотеза исследования подтвердилась.