Номер 4, страница 73 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Контрольная работа № 3. Вариант 1 - номер 4, страница 73.

Условие.

4. На рисунке 104 изображено преломление луча света на границе раздела двух сред. В какой среде скорость света больше?

Рис. 104

Решение.

Решение

Для ответа на вопрос необходимо сравнить оптические плотности двух сред. Скорость распространения света больше в оптически менее плотной среде, то есть в среде с меньшим показателем преломления.

Согласно закону преломления света (закону Снеллиуса), отношение синуса угла падения $\alpha$ к синусу угла преломления $\beta$ равно отношению показателей преломления второй и первой сред:

$\frac{\sin \alpha}{\sin \beta} = \frac{n_2}{n_1}$

где $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления сред 1 и 2 соответственно. Углы падения и преломления измеряются относительно перпендикуляра к границе раздела сред (на рисунке показан пунктиром).

Из рисунка видно, что угол падения $\alpha$ (в среде 1) больше угла преломления $\beta$ (в среде 2), так как луч при преломлении отклоняется ближе к перпендикуляру. То есть, $\alpha > \beta$.

Поскольку для углов от 0° до 90° функция синуса является возрастающей, из неравенства $\alpha > \beta$ следует, что $\sin \alpha > \sin \beta$.

Следовательно, отношение $\frac{\sin \alpha}{\sin \beta} > 1$, а значит и $\frac{n_2}{n_1} > 1$. Отсюда получаем, что $n_2 > n_1$.

Это означает, что среда 2 является оптически более плотной, чем среда 1.

Скорость света в среде $\text{v}$ связана с её абсолютным показателем преломления $\text{n}$ формулой $v = \frac{c}{n}$, где $\text{c}$ — скорость света в вакууме. Из этой формулы следует, что скорость света обратно пропорциональна показателю преломления. Чем меньше показатель преломления, тем больше скорость света.

Так как $n_1 < n_2$, то для скоростей света в этих средах ($v_1$ и $v_2$) будет выполняться обратное неравенство: $v_1 > v_2$.

Таким образом, скорость света в среде 1 больше, чем в среде 2.

Ответ: Скорость света больше в среде 1.