Номер 5, страница 47 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-9. Световые явления. Электромагнитные волны. Вариант 1 - номер 5, страница 47.

Условие.

5. Луч света падает на поверхность воды (рис. 71). На каком из рисунков правильно показан ход преломлённого луча?

А. 1.

Б. 2.

Рис. 71

Решение.

Решение

При переходе луча света из одной среды в другую на границе их раздела происходит изменение направления его распространения. Это явление называется преломлением света. Согласно закону преломления, ход луча зависит от оптической плотности сред.

Вода является оптически более плотной средой, чем воздух. Это означает, что абсолютный показатель преломления воды ($n_{воды}$) больше абсолютного показателя преломления воздуха ($n_{воздуха}$): $n_{воды} > n_{воздуха}$. (Приблизительные значения: $n_{воздуха} \approx 1,0003$, $n_{воды} \approx 1,33$).

Закон преломления света (закон Снеллиуса) гласит: $n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \gamma$, где $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления первой и второй сред, $\alpha$ — угол падения, а $\gamma$ — угол преломления. Углы отсчитываются от перпендикуляра (нормали) к границе раздела сред.

В нашем случае свет переходит из воздуха в воду, поэтому $n_1 = n_{воздуха}$, а $n_2 = n_{воды}$. Так как $n_{воды} > n_{воздуха}$, для сохранения равенства в законе Снеллиуса необходимо, чтобы $\sin \gamma < \sin \alpha$, что для острых углов означает $\gamma < \alpha$.

Таким образом, при переходе из воздуха в воду преломленный луч должен приблизиться к перпендикуляру, то есть угол преломления должен быть меньше угла падения.

А. 1. На рисунке 1 преломленный луч отклоняется к перпендикуляру (пунктирная линия). Угол преломления меньше угла падения ($\gamma < \alpha$). Это полностью соответствует закону преломления света для данного случая.

Б. 2. На рисунке 2 преломленный луч, наоборот, отклоняется от перпендикуляра. Угол преломления больше угла падения ($\gamma > \alpha$). Такой ход луча был бы правильным при переходе из оптически более плотной среды в менее плотную (например, из воды в воздух), но не наоборот.

Следовательно, правильный ход преломленного луча показан на рисунке 1.

Ответ: А. 1.