Номер 5, страница 239 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Параграф 49. Физический смысл показателя преломления. Упражнение 43 - номер 5, страница 239.

Условие.

5. Как изменяются длина волны, частота и скорость распространения световой волны при её переходе из вакуума в алмаз?

Решение.

Решение 2.

При переходе световой волны из вакуума в алмаз её характеристики — длина волны, частота и скорость распространения — изменяются следующим образом.

длина волны

Длина волны света при переходе из вакуума в алмаз уменьшается. Это является следствием изменения скорости света при неизменной частоте. Длина волны $ \lambda $, скорость $ v $ и частота $ \nu $ связаны соотношением $ \lambda = v/\nu $. Поскольку скорость света в алмазе уменьшается, а частота остается постоянной, длина волны также должна уменьшиться. Длина волны в среде ($ \lambda $) связана с длиной волны в вакууме ($ \lambda_0 $) через показатель преломления среды $ n $:

$ \lambda = \frac{\lambda_0}{n} $

Так как для алмаза показатель преломления $ n \approx 2,42 $, что больше единицы, то длина волны в алмазе будет меньше, чем в вакууме ($ \lambda < \lambda_0 $).

Ответ: Длина волны при переходе из вакуума в алмаз уменьшается.

частота

Частота световой волны — это характеристика, которая определяется источником излучения. При переходе света из одной среды в другую его частота не изменяется. Это связано с тем, что на границе раздела сред количество колебаний, приходящих в единицу времени, должно быть равно количеству колебаний, уходящих с границы. Таким образом, частота является инвариантной величиной при смене среды распространения.

Ответ: Частота световой волны при переходе из вакуума в алмаз не изменяется.

скорость распространения

Скорость распространения света в вакууме является максимальной и равной мировой константе $ c $. В любой оптически более плотной среде, такой как алмаз, скорость света $ v $ уменьшается. Это описывается абсолютным показателем преломления среды $ n $:

$ v = \frac{c}{n} $

Показатель преломления вакуума $ n_{вакуум} = 1 $. Показатель преломления алмаза $ n_{алмаз} \approx 2,42 $. Поскольку $ n_{алмаз} > 1 $, скорость света в алмазе будет меньше, чем в вакууме.

Ответ: Скорость распространения световой волны при переходе из вакуума в алмаз уменьшается.