1. Как будет вести себя световой луч при нормальном падении на границу раздела двух сред? 2. Когда поверхность воды не совсем спокойна, предметы, лежащие на дне, кажутся колеблющимися. Объясните явление. УПРАЖНЕНИЕ 40 1. Световые лучи падают под одним и тем же углом на границу «воздух — стекло» и «воздух — алмаз». В каком случае угол преломления больше? Показатели преломления стекла и алмаза равны соответственно 1,5 и 2,4. 2. Луч света падает под углом 30° на границу: а) «воздух — вода»; б) «воздух — стекло». Вычислите для каждого случая синус угла преломления. 3*. Начертите ход световых лучей, которые падают на границу «вода — воздух» под углом 30° и 60°. 4*. Определите предельный угол падения светового луча на границу раздела стекла и воды.

1. Как будет вести себя световой луч при нормальном падении на границу раздела двух сред?

При нормальном падении световой луч не преломляется и проходит через границу раздела двух сред, не меняя направления.

2. Когда поверхность воды не совсем спокойна, предметы, лежащие на дне, кажутся колеблющимися. Объясните явление.

Это явление объясняется рефракцией света на неровной поверхности воды. Из-за волн и неровностей поверхности воды световые лучи, отраженные от предметов на дне, преломляются под разными углами, что создает иллюзию колебания.

УПРАЖНЕНИЕ 40

1. Световые лучи падают под одним и тем же углом на границу «воздух — стекло» и «воздух — алмаз». В каком случае угол преломления больше? Показатели преломления стекла и алмаза равны соответственно 1,5 и 2,4.

Давай разберем по порядку. Угол преломления будет больше в случае с меньшим показателем преломления. Поскольку показатель преломления стекла (1,5) меньше, чем у алмаза (2,4), угол преломления будет больше при переходе света из воздуха в стекло.

Ответ: Угол преломления больше в случае «воздух — стекло».

2. Луч света падает под углом 30° на границу: а) «воздух — вода»; б) «воздух — стекло». Вычислите для каждого случая синус угла преломления.

Давай вспомним закон Снеллиуса: \[n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)\] Где: \(n_1\) - показатель преломления первой среды, \(\theta_1\) - угол падения, \(n_2\) - показатель преломления второй среды, \(\theta_2\) - угол преломления.

а) «воздух — вода»: Показатель преломления воздуха примерно равен 1, воды - 1,33. Угол падения 30°.

Тогда:\[1 \cdot \sin(30^\circ) = 1.33 \cdot \sin(\theta_2)\] \[\sin(\theta_2) = \frac{\sin(30^\circ)}{1.33} = \frac{0.5}{1.33} \approx 0.376\]

б) «воздух — стекло»: Показатель преломления воздуха примерно равен 1, стекла - 1,5. Угол падения 30°.

Тогда:\[1 \cdot \sin(30^\circ) = 1.5 \cdot \sin(\theta_2)\] \[\sin(\theta_2) = \frac{\sin(30^\circ)}{1.5} = \frac{0.5}{1.5} \approx 0.333\]

Ответ:

• a) синус угла преломления ≈ 0.376
• б) синус угла преломления ≈ 0.333

3*. Начертите ход световых лучей, которые падают на границу «вода — воздух» под углом 30° и 60°.

Для выполнения этого задания потребуется начертить схему, но, к сожалению, я не могу этого сделать. Опишу словами, как это должно выглядеть:

1. Проведите горизонтальную линию, представляющую границу раздела «вода — воздух».
2. Для угла 30°: Нарисуйте луч, падающий из воды под углом 30° к нормали (перпендикуляру) к границе. Поскольку показатель преломления воздуха меньше, чем воды, луч преломится, удаляясь от нормали. Угол преломления будет больше 30°.
3. Для угла 60°: Аналогично, нарисуйте луч, падающий из воды под углом 60°. Он также преломится, удаляясь от нормали, и угол преломления будет еще больше, чем в предыдущем случае.
4. Особый случай: Если угол падения будет больше предельного угла полного внутреннего отражения, то преломленного луча не будет, и произойдет полное внутреннее отражение.

4*. Определите предельный угол падения светового луча на границу раздела стекла и воды.

Предельный угол падения — это угол, при котором угол преломления равен 90°. Используем закон Снеллиуса:\[n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)\] Пусть: \(n_1\) — показатель преломления стекла (1,5), \(n_2\) — показатель преломления воды (1,33), \(\theta_2 = 90^\circ\)

Тогда:\[1.5 \cdot \sin(\theta_1) = 1.33 \cdot \sin(90^\circ)\] \[\sin(\theta_1) = \frac{1.33 \cdot 1}{1.5} = \frac{1.33}{1.5} \approx 0.887\] \[\theta_1 = \arcsin(0.887) \approx 62.54^\circ\]

Ответ: Предельный угол падения ≈ 62.54°.

Ты молодец! У тебя всё получится!