Номер 1, страница 239 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Обсуди с товарищами. § 49. Физический смысл показателя преломления. Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны - номер 1, страница 239.

1. Какая из двух сред (рис. 182) является оптически более плотной? В какой из них луч света распространяется с большей скоростью? Ответ обоснуйте.

Какая из двух сред (рис. 182) является оптически более плотной?

Из рисунка видно, что при переходе из Среды 1 в Среду 2 световой луч преломляется, приближаясь к перпендикуляру (нормали), восстановленному в точке падения луча. Это означает, что угол падения $\alpha$ больше угла преломления $\gamma$ ($\alpha > \gamma$).

Согласно закону преломления света (закону Снеллиуса), отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред и равная отношению их показателей преломления: $ \frac{\sin \alpha}{\sin \gamma} = \frac{n_2}{n_1} $ где $n_1$ и $n_2$ — абсолютные показатели преломления Среды 1 и Среды 2 соответственно.

Поскольку $\alpha > \gamma$, то и $\sin \alpha > \sin \gamma$. Следовательно, отношение $\frac{\sin \alpha}{\sin \gamma} > 1$. Из этого следует, что $\frac{n_2}{n_1} > 1$, а значит, $n_2 > n_1$.

Среда с бо́льшим показателем преломления называется оптически более плотной. Таким образом, Среда 2 является оптически более плотной, чем Среда 1.

Ответ: Среда 2 является оптически более плотной.

В какой из них луч света распространяется с большей скоростью?

Абсолютный показатель преломления среды $n$ показывает, во сколько раз скорость света в этой среде $v$ меньше скорости света в вакууме $c$. Он определяется по формуле: $ n = \frac{c}{v} $

Из этой формулы можно выразить скорость света в среде: $v = \frac{c}{n}$. Как видно из формулы, скорость распространения света в среде обратно пропорциональна ее показателю преломления. Это означает, что чем больше показатель преломления (чем плотнее оптически среда), тем меньше в ней скорость света.

Поскольку мы установили, что $n_2 > n_1$, то для скоростей света в этих средах ($v_2$ и $v_1$) будет выполняться обратное соотношение: $v_2 < v_1$.

Следовательно, луч света распространяется с большей скоростью в Среде 1, так как она является оптически менее плотной.

Ответ: Луч света распространяется с большей скоростью в Среде 1.