Номер 1, страница 238 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Рассмотрите рисунок 176, в и объясните, почему при входе в призму $ADB$ лучи отклоняются в сторону более широкой её части (угол преломления меньше угла падения), а при входе в призму $DBE$ — в сторону более узкой её части (угол преломления больше угла падения).

Объяснение обоих явлений основано на законе преломления света (законе Снеллиуса) и на том, как соотносятся показатели преломления сред.

Призма ADB

В данном случае луч света переходит из оптически менее плотной среды (например, воздуха, $n_1$) в оптически более плотную среду (материал призмы, например, стекло, $n_2$). Это означает, что показатель преломления первой среды меньше показателя преломления второй среды: $n_1 < n_2$.

Закон преломления света описывается формулой: $n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta$ где $\alpha$ — это угол падения, а $\beta$ — угол преломления.

Поскольку $n_2 > n_1$, для сохранения равенства необходимо, чтобы синус угла преломления был меньше синуса угла падения ($\sin \beta < \sin \alpha$). Для углов от 0 до 90 градусов это означает, что и сам угол преломления будет меньше угла падения: $\beta < \alpha$.

Физически это значит, что луч света, входя в призму, преломляется и прижимается ближе к нормали (перпендикуляру к поверхности в точке падения). Из-за наклонной формы грани призмы такое преломление приводит к тому, что луч отклоняется в сторону ее более толстой части, то есть к основанию призмы.

Ответ: При входе в призму ADB, сделанную из оптически более плотного материала, чем окружающая среда, свет переходит в среду с большим показателем преломления. Согласно закону Снеллиуса, угол преломления становится меньше угла падения ($\beta < \alpha$), в результате чего луч отклоняется к нормали и, как следствие, направляется в сторону широкой части (основания) призмы.

Призма DBE

Здесь наблюдается противоположная ситуация: угол преломления $\beta$ оказывается больше угла падения $\alpha$. Исходя из закона Снеллиуса, это возможно только в одном случае: когда свет переходит из оптически более плотной среды ($n_1$) в оптически менее плотную ($n_2$). То есть, $n_1 > n_2$.

Это означает, что призма DBE сама по себе является областью с меньшим показателем преломления, чем окружающая ее среда. Например, это может быть воздушная призма внутри блока стекла или воды.

Из закона преломления $n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta$ при условии $n_1 > n_2$ следует, что $\sin \beta > \sin \alpha$, и, соответственно, угол преломления больше угла падения: $\beta > \alpha$.

Физически это означает, что луч света, попадая в такую "призму", преломляется и отклоняется от нормали. Геометрия такой "воздушной" призмы такова, что ее широкая часть (основание) находится сверху, а узкая — снизу. Отклонение луча от нормали при входе в эту область направляет его вверх, то есть в сторону более узкой части призмы DBE, как она описана в задаче.

Ответ: Призма DBE представляет собой среду, оптически менее плотную, чем ее окружение. При переходе из более плотной среды в менее плотную свет, согласно закону Снеллиуса, преломляется так, что угол преломления становится больше угла падения ($\beta > \alpha$). Луч отклоняется от нормали, что в геометрии такой призмы приводит к его отклонению в сторону ее узкой части.