Решебник по физике 9 класс Перышкин | Страница 239

Свет быстрее распространяется в оптически менее плотной среде. Большему показателю преломления соответствует меньшая скорость.

Относительный показатель второй среды относительно первой n₂₁ = v₁/v₂. Абсолютный показатель n = c/v, где c — скорость света в вакууме, v — скорость в среде.

Наибольшая скорость света — в вакууме: c ≈ 3·10⁸ м/с.

Рисунок показывает, как при переходе из воздуха в воду меняются скорость и направление волны. Часть фронта, вошедшая в воду раньше, движется медленнее, фронт поворачивается, и луч отклоняется к перпендикуляру. Частота остаётся прежней, а длина волны уменьшается вместе со скоростью.

При переходе между средами меняются скорость распространения и длина световой волны. Частота сохраняется, поскольку определяется источником.

Оптически более плотна среда 1: в ней луч идёт ближе к перпендикуляру. При переходе в среду 2 он отклоняется от перпендикуляра, значит, показатель второй среды меньше, а скорость в ней больше.

Угол отражения равен 30°. Из перпендикулярности отражённого и преломлённого лучей следует, что угол преломления равен 60°. Тогда n₂₁ = sin30°/sin60° = 1/√3 < 1, поэтому во второй среде свет распространяется быстрее.

Для луча AB получаем n₂₁ = sin50°/sin30° ≈ 1,532. Для CD: n₂₁ = sin37°/sin(23°7′) ≈ 1,533; с учётом округления углов значения совпадают. Следовательно, по данным рисунка отношение не зависит от угла падения; скорость в первой среде, обозначенной водой, больше скорости во второй примерно в 1,53 раза. Здесь использованы именно углы рисунка, а не табличные показатели веществ.

nст, nал — показатели преломления стекла и алмаза;

vст, vал — скорости света в них;

c — скорость света в вакууме.

v — скорость света в среде;

n — её абсолютный показатель преломления.

α — угол падения;

β — угол преломления;

v₁, v₂ — скорости света в средах.

Абсолютные показатели n₁ = c/v₁ и n₂ = c/v₂. Поэтому n₂/n₁ = (c/v₂)/(c/v₁) = v₁/v₂. Но n₂₁ = v₁/v₂, следовательно, n₂₁ = n₂/n₁.

При переходе из вакуума в алмаз частота не меняется. Скорость уменьшается в 2,4 раза: v = c/2,4. Длина волны λ = v/ν также уменьшается в 2,4 раза.