Номер 53, страница 338 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Задачи для повторения - номер 53, страница 338.

Условие.

53. Может ли угол преломления быть равен углу падения?

Решение.

Решение 2.

Решение

Да, угол преломления может быть равен углу падения. Чтобы понять, когда это возможно, обратимся к закону преломления света (закону Снеллиуса):

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

где $n_1$ — показатель преломления первой среды, из которой падает свет, $n_2$ — показатель преломления второй среды, $\alpha$ — угол падения, а $\beta$ — угол преломления. Углы отсчитываются от перпендикуляра к границе раздела сред.

Мы ищем условия, при которых $\alpha = \beta$. Подставим это равенство в закон Снеллиуса:

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

Это уравнение может быть верным в двух случаях:

1. Когда показатели преломления сред одинаковы: $n_1 = n_2$. Если оптические плотности сред равны, то свет, переходя из одной среды в другую, не меняет своего направления. В этом случае угол преломления равен углу падения при любом значении угла $\alpha$. По сути, это означает, что свет движется в однородной среде.

2. Когда угол падения равен нулю: $\alpha = 0^\circ$. Это соответствует случаю, когда световой луч падает перпендикулярно на границу раздела сред. Тогда $\sin{\alpha} = \sin{0^\circ} = 0$. Уравнение принимает вид $n_1 \cdot 0 = n_2 \sin{\beta}$, откуда следует, что $\sin{\beta} = 0$, а значит, и угол преломления $\beta = 0^\circ$. Таким образом, при перпендикулярном падении луч не преломляется, и углы падения и преломления равны ($\alpha = \beta = 0^\circ$) при переходе между любыми двумя средами.

Ответ: Да, угол преломления может быть равен углу падения. Это происходит в двух случаях: 1) когда свет падает на границу раздела двух сред с одинаковыми показателями преломления ($n_1 = n_2$), при этом равенство углов сохраняется для любого угла падения; 2) когда свет падает перпендикулярно границе раздела двух любых сред, в этом случае угол падения и угол преломления равны нулю.