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

Решение:

Из рисунка видно, что луч света, переходя из одной среды в другую, отклоняется от нормали к поверхности раздела. Направление отклонения зависит от показателей преломления сред.

Оптически более плотная среда — это среда с большим показателем преломления. По закону преломления Снеллиуса:

\( n_1 = n_2 \)

Если луч отклоняется от нормали при переходе из менее плотной среды в более плотную, то \( n_2 > n_1 \). На рисунке видно, что при переходе из одной среды (предположительно, алмаз) в другую (сапфир), луч отклоняется к нормали. Следовательно, сапфир оптически более плотный, чем алмаз.

Скорость света в среде обратно пропорциональна показателю преломления: \( v = \frac{c}{n} \), где \( c \) — скорость света в вакууме, \( n \) — показатель преломления.

Следовательно, в оптически менее плотной среде (алмаз) скорость света будет больше, чем в оптически более плотной среде (сапфир).

Ответ: Оптически более плотной средой является сапфир. Скорость света больше в алмазе.