Номер 2, страница 60 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Самостоятельные работы. СР-43. Преломление света. Закон преломления света. Полное внутреннее отражение. Вариант 2 - номер 2, страница 60.

Условие.

2. Под каким углом следует направить луч света на границу раздела двух сред с разными оптическими плотностями, чтобы он, проходя эту границу, не преломлялся?

Решение.

Решение

Явление изменения направления распространения луча света при его переходе из одной среды в другую с иной оптической плотностью называется преломлением света. Это явление описывается законом Снеллиуса:

$n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \gamma$

где $n_1$ и $n_2$ — это абсолютные показатели преломления первой и второй сред соответственно, $\alpha$ — угол падения (угол между падающим лучом и нормалью к границе раздела сред), а $\gamma$ — угол преломления (угол между преломленным лучом и нормалью).

Чтобы луч света проходил границу раздела двух сред без преломления, он не должен изменять своего направления. Это означает, что угол преломления $\gamma$ должен быть равен углу падения $\alpha$.

Подставим это условие ($\gamma = \alpha$) в закон Снеллиуса:

$n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \alpha$

Перенесем все члены уравнения в одну сторону:

$n_1 \sin \alpha - n_2 \sin \alpha = 0$

Вынесем $\sin \alpha$ за скобки:

$(n_1 - n_2) \sin \alpha = 0$

Согласно условию задачи, среды имеют разные оптические плотности, а значит, их показатели преломления не равны: $n_1 \neq n_2$. Следовательно, множитель $(n_1 - n_2)$ не равен нулю. Чтобы произведение было равно нулю, необходимо, чтобы второй множитель, $\sin \alpha$, был равен нулю:

$\sin \alpha = 0$

Это равенство справедливо для угла $\alpha = 0^\circ$.

Угол падения, равный $0^\circ$, означает, что луч света направлен вдоль нормали к границе раздела, то есть падает на нее перпендикулярно. В этом случае угол преломления также будет равен $0^\circ$, и луч пройдет во вторую среду, не изменив своего направления.

Ответ: Чтобы луч света, проходя границу раздела двух сред с разными оптическими плотностями, не преломлялся, его следует направить перпендикулярно этой границе. Угол падения при этом должен быть равен $0^\circ$.