Номер 2, страница 74 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Контрольная работа № 3. Вариант 2 - номер 2, страница 74.

Условие.

2. Луч света падает на границу раздела двух сред (рис. 105). В каком направлении — 1, 2 или 3 — пойдёт преломлённый луч (среда I оптически более плотная, чем среда II)?

Рис. 105

Решение.

Решение

Явление изменения направления распространения света при его переходе через границу раздела двух сред называется преломлением света. Это явление описывается законом Снеллиуса (законом преломления): $n_1 \sin(\alpha) = n_2 \sin(\beta)$, где $n_1$ и $n_2$ — это показатели преломления первой (I) и второй (II) сред соответственно, $\alpha$ — угол падения (угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела сред), а $\beta$ — угол преломления (угол между преломлённым лучом и тем же перпендикуляром).

В условии задачи сказано, что среда I оптически более плотная, чем среда II. Оптическая плотность среды характеризуется её показателем преломления: чем среда оптически плотнее, тем больше её показатель преломления. Следовательно, для наших сред выполняется неравенство: $n_1 > n_2$.

Из закона Снеллиуса выразим отношение синусов угла преломления и угла падения: $\frac{\sin(\beta)}{\sin(\alpha)} = \frac{n_1}{n_2}$.

Так как $n_1 > n_2$, то их отношение $\frac{n_1}{n_2} > 1$. Это означает, что $\frac{\sin(\beta)}{\sin(\alpha)} > 1$, из чего следует, что $\sin(\beta) > \sin(\alpha)$.

Поскольку углы падения и преломления являются острыми (от 0° до 90°), то из неравенства для синусов следует такое же неравенство для самих углов: $\beta > \alpha$.

Таким образом, при переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, угол преломления всегда больше угла падения. Это значит, что преломлённый луч отклоняется от перпендикуляра.

Анализируя рисунок, мы видим, что только направление 1 соответствует условию, когда угол преломления больше угла падения. Направление 3 соответствует случаю, когда луч переходит в более плотную среду ($\beta < \alpha$), а направление 2 — случаю, когда показатели преломления сред равны.

Ответ: Преломлённый луч пойдёт в направлении 1.