2. Луч света преломляется на границе раздела двух призм из рубина и кварца, прижатых друг к другу (рис. 8). Какая среда является оптически более плотной? В какой среде скорость света больше? Аргументируйте ответы.

Привет! Давай разберемся с преломлением света.

На рисунке 8 мы видим, что луч света, падая на границу рубина и кварца, отклоняется к нормали (перпендикуляру к границе). Это происходит потому, что свет переходит из оптически менее плотной среды в оптически более плотную. Угол падения α больше угла преломления β.

Вывод:

• Рубин является оптически более плотной средой, так как свет в нем преломляется сильнее (отклоняется к нормали).
• Скорость света в оптически менее плотной среде больше. Следовательно, скорость света в кварце больше, чем в рубине.

Аргументация:

Оптическая плотность среды обратно пропорциональна скорости света в ней. Чем оптически плотнее среда, тем меньше скорость света. По закону Снеллиуса:

\[ n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\beta \]

где n - показатель преломления, который характеризует оптическую плотность среды. Так как α > β, то n₂ > n₁. А показатель преломления связан со скоростью света как n = c/v, где c - скорость света в вакууме, а v - скорость света в среде. Следовательно, если n₂ > n₁, то v₂ < v₁.

Ответ:

• Оптически более плотная среда — рубин.
• Скорость света больше в кварце.