Номер 5, страница 49 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-9. Световые явления. Электромагнитные волны. Вариант 2 - номер 5, страница 49.

Условие.

5. Лучи света падают из воздуха на поверхность стекла (рис. 77). На каком из рисунков правильно показан ход лучей?

А. 1.

Б. 2.

В. 3.

Решение.

5. Решение

Когда луч света переходит из одной прозрачной среды в другую, на границе раздела сред он меняет свое направление. Это явление называется преломлением света. Оно подчиняется закону преломления (закону Снеллиуса), который гласит:
$n_1 \cdot \sin{\alpha} = n_2 \cdot \sin{\beta}$
Здесь $n_1$ и $n_2$ — это абсолютные показатели преломления первой и второй сред, $\alpha$ — угол падения (угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела), $\beta$ — угол преломления (угол между преломленным лучом и тем же перпендикуляром).

В данной задаче свет переходит из воздуха в стекло. Воздух — среда оптически менее плотная, чем стекло. Это означает, что показатель преломления воздуха ($n_{воздуха}$) меньше показателя преломления стекла ($n_{стекла}$).
$n_{воздуха} < n_{стекла}$

Поскольку $n_{воздуха}$ (наша $n_1$) меньше, чем $n_{стекла}$ (наша $n_2$), то для сохранения равенства в законе Снеллиуса необходимо, чтобы $\sin{\alpha}$ был больше, чем $\sin{\beta}$. Для острых углов это означает, что угол падения $\alpha$ должен быть больше угла преломления $\beta$:
$\alpha > \beta$
Таким образом, при переходе из оптически менее плотной среды (воздух) в оптически более плотную (стекло) луч света преломляется, приближаясь к перпендикуляру, восстановленному в точке падения.

Проанализируем рисунки:
• На рисунке 1 луч света после прохождения границы раздела сред приближается к перпендикуляру. Угол преломления стал меньше угла падения. Это полностью соответствует закону преломления.
• На рисунке 2 луч света, наоборот, удаляется от перпендикуляра. Угол преломления больше угла падения. Такое происходит при переходе из оптически более плотной среды в менее плотную (например, из стекла в воздух).
• На рисунке 3 луч света не меняет своего направления. Такое возможно только в двух случаях: если показатели преломления сред одинаковы, или если луч падает перпендикулярно границе раздела (угол падения равен нулю). Ни одно из этих условий в задаче не выполняется.

Следовательно, единственно верным является рисунок 1.

Ответ: А. 1.