2. Преломления света на границе раздела двух прозрачных веществ
Ежедневно мы сталкиваемся с явлением преломления света , когда на границе двух прозрачных веществ свет меняет направление своего распространения.
Рис. \(1\). Свет меняет направление
Самый привычный пример преломления света, который мы наблюдаем почти ежедневно, это иллюзия «сломанной ложки». Вследствие изменения направления распространения луча при переходе в прозрачное вещество с другим показателем преломления, наблюдается кажущееся изменение формы предмета на границе раздела воздух—вода.
Рис. \(2\). «Сломанная» ложка
Рассмотрим более подробно, что происходит с лучом на границе раздела двух прозрачных веществ.
α — угол падения — угол между падающим лучом и перпендикуляром, проведённым в точку падения луча на границу раздела сред.
γ — угол преломления — угол между преломлённым лучом и перпендикуляром, проведённым в точку падения луча на границу раздела сред.
n 1 , n 2 — абсолютные показатели преломления среды.
Рис. \(3\). При переходе вещества из менее плотной оптической среды в более плотную угол преломления меньше угла падения
Рис. \(4\). При переходе вещества из более плотной оптической среды в менее плотную угол преломления больше угла падения
n 1 > n 2 , α < γ
Рис. \(5\). При переходе вещества из одной оптической среды в другую с такой же плотностью показатели преломления будут одинаковые, угол падения будет равен углу преломления
n 1 = n 2 , α = γ
Обрати внимание!
Если луч света падает нормально на границу раздела сред (угол между падающим лучом и границей раздела равен 90°), то луч не преломляется.
Рис. 3. При переходе вещества из менее плотной оптической среды в более плотную угол преломления меньше угла падения. © ЯКласс.
Рис. 4. При переходе вещества из более плотной оптической среды в менее плотную угол преломления больше угла падения. © ЯКласс.
Рис. 5. При переходе вещества из одной оптической среды в другую с такой же плотностью показатели преломления будут одинаковые, угол падения будет равен углу преломления. © ЯКласс.
Световой луч преломляется при переходе из одной среды в другую (рис. 110). Определите, какая из двух сред обладает большей
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,576
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
Волна переходит из среды 1 в среду 2 преломляясь как показано на рисунке
Преломление в физике — явление изменения скорости распространения света при переходе из одной среды в другую. Оно происходит из-за разницы показателей преломления сред. При преломлении света волна меняет направление движения, а также уменьшает или увеличивает свою скорость.
Ключевую роль в преломлении волн играет показатель преломления. Он определяет, насколько сильно волна изменяет свою скорость при переходе из одной среды в другую. Показатель преломления зависит от оптических свойств материала, в котором распространяется волна.
По изображению можно определить, как волна будет преломляться при переходе из среды 1 в среду 2. Если среда 2 является оптически плотной по сравнению с средой 1, то волна будет отклоняться от перпендикуляра к поверхности раздела сред. Если среда 2, наоборот, оптически менее плотная, то волна будет при приходе в среду смещаться в направлении, близком к перпендикуляру к поверхности раздела.
Преломление волн при переходе из одной среды в другую имеет важное практическое применение: оно является основой работы оптических систем, таких как линзы, призмы, оптические волокна, а также играет роль в эффектах, таких как сломленный луч света в воде или дуги на поверхности мыльного пузыря.
Изучение преломления волн помогает лучше понять свойства света и его поведение в разных условиях. Это явление активно исследуется в оптике, физике и других науках, где важно понимание процессов, связанных с распространением электромагнитных волн.
Феномен преломления света
Преломление света — это явление изменения направления распространения световых волн при переходе из одной среды в другую. Физической причиной преломления света является различная скорость распространения света в разных средах.
Основные законы преломления света были впервые сформулированы ученым Декартом в 17 веке. Однако их идеи и выводы более ранних ученых, таких как Аристотель и Птолемей, также вносили свой вклад в развитие теории преломления света.
Основные законы преломления света можно выразить следующим образом:
- Закон преломления света (закон Снеллиуса): при переходе из одной среды в другую, отношение синусов углов падения и преломления остается постоянным.
- Закон сохранения энергии: интенсивность света (яркость) остается постоянной при преломлении до тех пор, пока нет потерь энергии из-за отражения или поглощения света.
Закон Снеллиуса может быть записан следующим образом:
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
Где n1 и n2 — показатели преломления сред 1 и 2 соответственно, θ1 и θ2 — углы падения и преломления относительно нормали к поверхности раздела.
Преломление света имеет множество практических применений, от создания линз и оптических систем до изготовления оптических волокон и лазеров. Также, явление преломления света открывает возможность изучения свойств различных материалов и сред на микро и макроскопическом уровне.
Определение преломления в физике
Преломление – явление изгибания лучей при переходе из одной среды в другую. Когда свет или другая электромагнитная волна переходит из среды с одним показателем преломления в среду с другим показателем преломления, происходит изменение направления и скорости распространения волны.
Показатель преломления – это безразмерная величина, которая определяет отношение скорости света в вакууме к скорости его распространения в другой среде. Описывает, насколько быстро свет удаляется от прямолинейного пути при переходе в другую среду.
Преломление может быть описано законом Снеллиуса, который устанавливает зависимость угла падения и угла преломления:
n1 * sin(угол падения) = n2 * sin(угол преломления)
где n1 и n2 — показатели преломления среды 1 и среды 2, а sin — функция синуса.
Когда показатели преломления среды 1 и 2 отличаются, лучи света при переходе из одной среды в другую испытывают отклонение. Это может приводить к таким явлениям, как изгибание луча при прохождении через призму или появлению «ломанного» изображения при наблюдении через стекло с определенным углом.
Преломление играет важную роль в физике, оптике и других науках. Оно используется в конструировании линз, волоконных оптических кабелей и других оптических устройствах. Также преломление играет ключевую роль в понимании явлений, связанных с физикой света и восприятием изображений.
Понятие индекса преломления
Индекс преломления — это безразмерная величина, которая характеризует оптический материал и определяет, как волна света будет изменять свою скорость при прохождении через него. Индекс преломления обычно обозначается символом n.
Для каждого оптического материала индекс преломления имеет свое значение. Он зависит от частоты света, поэтому величина индекса преломления может варьироваться в широком диапазоне. Наиболее распространенный пример материала со сравнительно высоким индексом преломления — это стекло.
Индекс преломления определяет, как свет будет ломаться при переходе из одной среды в другую. При переходе из среды с более низким индексом преломления в среду с более высоким индексом преломления, луч света будет отклоняться от нормали и будет изменять свое направление. Обратно, при переходе из среды с более высоким индексом преломления в среду с более низким индексом преломления, луч света также будет отклоняться от нормали, но в ином направлении.
Закон преломления Снеллиуса описывает связь между углом падения и углом преломления при переходе волны света из одной среды в другую:
| Среда 1 | Среда 2 |
|---|---|
| Угол падения | Угол преломления |
Закон преломления Снеллиуса можно выразить формулой:
n1 * sin(угол падения) = n2 * sin(угол преломления)
Знание индексов преломления позволяет предсказывать и объяснять явления такие, как преломление, отражение и дисперсия света. Оно является ключевым понятием в оптике и находит применение в различных областях, включая оптические системы, линзы, оптические волокна и солнечные панели.
Явление полного внутреннего отражения
При распространении света через границу между двумя средами с различными оптическими плотностями (обычно это воздух и прозрачное вещество, например, стекло или вода), происходит преломление волны. Однако, если угол падения светового луча превышает определенное значение, происходит явление полного внутреннего отражения.
Явление полного внутреннего отражения возникает в результате того, что световой луч при падении на границу раздела двух сред меняет свое направление. Угол падения и угол преломления связаны между собой законом преломления, который устанавливает соотношение между средними показателями преломления двух сред и углами падения и преломления:
sin(угол падения)/sin(угол преломления) = показатель преломления среды 2/показатель преломления среды 1
Если показатель преломления среды 2 меньше показателя преломления среды 1, то при определенных углах падения (когда sin(угол преломления) > 1) уравнение становится невозможным, и происходит полное внутреннее отражение света.
При полном внутреннем отражении вся энергия световой волны отражается от границы раздела двух сред. Это явление широко используется в оптике и технике, например, в оптических волокнах, где световой сигнал передается по световоду, полностью отражаясь от его стеклянных стенок.
Примеры преломления света в природе и в технике
Преломление света — это явление изменения направления распространения световой волны при переходе из одной среды в другую. Это явление наблюдается как в природе, так и в различных технических устройствах.
- Преломление света в атмосфере Один из наиболее заметных примеров преломления света в природе — это появление радуги после дождя. Дождевые капли в воздухе преломляют свет, вызывая разложение его на спектральные цвета и создавая яркую дугу в небе.
- Преломление света в линзах Линзы являются одним из основных элементов в оптике и используются для сбора и фокусировки света в различных оптических приборах. При прохождении через линзу свет преломляется, позволяя создать изображение предмета.
- Преломление света в оптических волокнах Оптические волокна — это тонкие стеклянные или пластиковые волокна, используемые для передачи информации по световым сигналам. Световые сигналы, преломляясь внутри волокна под определенным углом, могут преодолеть значительные расстояния без потери сигнала.
- Преломление света в аквариуме При наблюдении аквариума можно заметить, что рыбы и другие объекты внутри кажутся смещенными и искаженными. Это связано с преломлением света при переходе из воды в воздух и обратно.
- Преломление света в зеркале Зеркала также используются для преломления света. Они отражают световые лучи под определенным углом, что позволяет создавать изображения в зеркалах и использовать их в различных оптических системах.
Вопрос-ответ
Что такое преломление волн?
Преломление волн — это явление, которое происходит, когда волна переходит из одной среды в другую и меняет свою направленность и скорость.
Как происходит преломление волн при переходе из одной среды в другую?
При преломлении волн важную роль играют показатели преломления сред, они определяют, как сильно волны изменят направление и скорость при переходе. В основе преломления лежит закон Снеллиуса, который устанавливает, что угол падения волны на границу раздела среды и угол преломления связаны между собой определенным соотношением.
Какое значение имеют индексы преломления в этом процессе?
Индексы преломления разных сред определяют, насколько сильно волна изменит свою скорость и направление при прохождении через границу раздела сред. Если показатель преломления во второй среде больше, чем в первой, то волна будет преломляться ближе к нормали к границе раздела, а при обратной ситуации — дальше от нормали. Индексы преломления также влияют на преломительный угол — угол между падающей волной и нормалью к границе раздела сред.
Распространение, отражение и преломление света
Природа света – электромагнитная. Одним из доказательств этого является совпадение величин скоростей электромагнитных волн и света в вакууме.
В однородной среде свет распространяется прямолинейно. Это утверждение называется законом прямолинейного распространения света. Опытным доказательством этого закона служат резкие тени, даваемые точечными источниками света.
Геометрическую линию, указывающую направление распространения света, называют световым лучом. В изотропной среде световые лучи направлены перпендикулярно волновому фронту.
Геометрическое место точек среды, колеблющихся в одинаковой фазе, называют волновой поверхностью, а множество точек, до которых дошло колебание к данному моменту времени, – фронтом волны. В зависимости от вида фронта волны различают плоские и сферические волны.
Для объяснения процесса распространения света используют общий принцип волновой теории о перемещении фронта волны в пространстве, предложенный голландским физиком Х.Гюйгенсом. Согласно принципу Гюйгенса каждая точка среды, до которой доходит световое возбуждение, является центром сферических вторичных волн, распространяющихся также со скоростью света. Поверхность, огибающая фронты этих вторичных волн, дает положение фронта действительно распространяющейся волны в этот момент времени.
Необходимо различать световые пучки и световые лучи. Световой пучок – это часть световой волны, переносящей световую энергию в заданном направлении. При замене светового пучка описывающим его световым лучом последний нужно брать совпадающим с осью достаточно узкого, но имеющего при этом конечную ширину (размеры поперечного сечения значительно больше длины волны), светового пучка.
Различают расходящиеся, сходящиеся и квазипараллельные световые пучки. Часто употребляют термины пучок световых лучей или просто световые лучи, понимая под этим совокупность световых лучей, описывающих реальный световой пучок.
Скорость света в вакууме c = 3 • 10 8 м/с является универсальной константой и не зависит от частоты. Впервые экспериментально скорость света была определена астрономическим методом датским ученым О.Рёмером. Более точно скорость света измерил А.Майкельсон.
В веществе скорость света меньше, чем в вакууме. Отношение скорости света в вакууме к его скорости в данной среде называют абсолютным показателем преломления среды:
где с – скорость света в вакууме, v – скорость света в данной среде. Абсолютные показатели преломления всех веществ больше единицы.
При распространении света в среде он поглощается и рассеивается, а на границе раздела сред – отражается и преломляется.
Закон отражения света: луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; угол отражения g равен углу падения a (рис. 1). Этот закон совпадает с законом отражения для волн любой природы и может быть получен как следствие принципа Гюйгенса.
Закон преломления света: падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла пре-
ломления для данной частоты света есть величина постоянная, называемая относительным показателем преломления второй среды относительно первой:
Экспериментально установленный закон преломления света объясняется на основании принципа Гюйгенса. Согласно волновым представлениям преломление является следствием изменения скорости распространения волн при переходе из одной среды в другую, а физический смысл относительного показателя преломления – это отношение скорости распространения волн в первой среде v1 к скорости их распространения во второй среде
Для сред с абсолютными показателями преломления n1 и n2 относительный показатель преломления второй среды относительно первой равен отношению абсолютного показателя преломления второй среды к абсолютному показателю преломления первой среды:
Та среда, которая обладает большим показателем преломления, называется оптически более плотной, скорость распространения света в ней меньше. Если свет переходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, то при некотором угле падения a 0 угол преломления должен стать равным p /2. Интенсивность преломленного луча в этом случае становится равной нулю. Свет, падающий на границу раздела двух сред, полностью отражается от нее.
Угол падения a 0, при котором наступает полное внутреннее отражение света, называется предельным углом полного внутреннего отражения. При всех углах падения, равных и больших a 0, происходит полное отражение света.
Величина предельного угла находится из соотношения Если n2 = 1 (вакуум), то
Примеры решения задач
Задача 1. Световой луч падает на пластинку из кварцевого стекла так, что угол между преломленным и отраженным лучами составляет 2 p /3. Определите угол падения.
2 p /3 (рис. 2), то с учетом закона отражения
Так как угол между преломленным и отраженным лучами составляет то с учетом закона отражения
Р N1OA + Р AOB + Р BON = p Ю a + 2 p /3 + b = p ,
откуда получаем связь между углом падения a и углом преломления b : b = p /3 – a . По закону преломления, . Тогда Учитывая, что имеем
Подставляя численные значения, получим:
Задача 2. Водолаз опустился на горизонтальное дно водоема глубиной 16 м. Определите, на каком расстоянии он хорошо видит части дна, отражающиеся от поверхности воды. Рост водолаза 1,8 м.
Водолаз видит освещенные предметы, находящиеся на дне, когда лучи света, идущие от этих предметов, полностью отражаются от поверхности воды и попадают в глаз. Это возможно, если угол падения луча превышает предельный угол полного внутреннего отражения. Найдем этот угол (рис. 3) из соотношения sin a 0 = 1/n.
AC есть расстояние от водолаза до ближайших к нему предметов, которые он хорошо видит отраженными от поверхности воды: AC = AD + DC = l = BE + DC. Из треугольников BOE и DOC соответственно находим:
BE = EO tg a = (H – h) tg a ;
DC = OD tg a = H tg a ;
l = (H – h) tg a + H tg a = (2H – h) tg a .
Учитывая, что имеем:
Подставляя численные значения, получаем
Таким образом, водолаз видит те части горизонтального дна водоема, которые удалены от него на расстояние 34,4 м и дальше [при абсолютно ровной поверхности водоема. – Ред.]
Первый уровень
1. Каковы современные воззрения на природу света?
2. Определите понятие световой луч. В каких случаях световые лучи прямолинейны?
3. В чем состоит закон прямолинейного распространения света? Приведите примеры, в которых проявляется этот закон.
4. Какими методами измеряют скорость света? В чем трудности измерения скорости света?
5. Чему равна скорость света в вакууме?
6. Что утверждает принцип Гюйгенса?
7. Какое явление называется отражением света?
8. Какой угол называется углом падения луча? углом отражения луча?
9. Сформулируйте закон отражения света.
10. Луч, идущий в глубь воды, образует угол 50° с нормалью к границе раздела воды с воздухом. Определите угол падения и начертите падающий луч.
11. Чем отличается зеркальное отражение света от диффузного?
12. Что происходит с лучом света при его падении на границу раздела двух прозрачных сред?
13. Почему оконные стекла издали кажутся темными, если на них смотреть в ясный день с улицы?
14. Почему происходит преломление света? Сформулируйте закон преломления.
15. В чем состоит свойство обратимости световых лучей?
16. Докажите обратимость световых лучей для случая отражения света.
17. Объясните, почему палка, конец которой опущен в воду, кажется ломаной. В какую сторону направлен излом?
18. Будет ли преломляться луч, падающий перпендикулярно поверхности раздела двух сред?
19. Если плыть на лодке по спокойной поверхности озера и наблюдать его дно, то кажется, что самое глубокое место все время находится как раз под лодкой. Почему?
20. Каков физический смысл относительного показателя преломления?
21. Каков физический смысл абсолютного показателя преломления?
22. Как изменяется длина световой волны при переходе света из одной среды в другую?
23. Как взаимосвязан относительный показатель преломления с абсолютными показателями преломления сред?
24. Можно ли склеить два куска стекла так, чтобы место склеивания стало невидимым? Каким показателем преломления должен обладать клей?
25. Как классифицируются среды по оптическим плотностям? Как изменяется скорость света в среде с увеличением ее оптической плотности?
26. Начертите ход луча через прозрачную плоскопараллельную пластинку.
27. Постройте ход луча в трехгранной призме так, чтобы луч отклонялся к ее основанию. Каким должен быть при этом относительный показатель преломления материала призмы?
28. В чем состоит явление полного внутреннего отражения света? При каких условиях оно возможно?
29. Какой угол называется предельным углом полного внутреннего отражения? По какой формуле можно его вычислить?
30. Может ли произойти явление полного внутреннего отражения при переходе светового луча из воды в стекло?
31. Приведите примеры использования полного внутреннего отражения света.
Второй уровень
32. Определите время прохождения света от Солнца до Земли, если расстояние между ними равно 150 • 10 6 км?
33. Как нужно расположить плоское зеркало, чтобы вертикальный луч стал отражаться горизонтально?
34. Высота Солнца над горизонтом составляет 40°. Под каким углом к горизонту следует расположить зеркало, чтобы осветить солнечными лучами дно вертикального колодца?
35. Каким должен быть наименьший размер плоского зеркала, чтобы, встав перед ним, человек ростом h увидел себя полностью?
36. Скорость распространения света в первой прозрачной среде 225 • 10 6 м/с, а во второй – 200 • 10 6 м/с. Луч света падает на поверхность раздела этих сред под углом 30° и проходит во вторую среду. Определите угол преломления луча.
37. Луч света падает из воздуха на поверхность жидкости под углом 40°. При этом угол преломления равняется 24°. Определите, при каком угле падения луча угол преломления равен 15°.
38. Луч света проходит из воздуха в стекло. Определите показатель преломления стекла, если угол падения равен 45°, а угол преломления 28°.
39. Определите скорость распространения света внутри льда, если при угле падения луча на лед, равном 61°, угол преломления составляет 42°.
40. Водолазу, находящемуся под водой, кажется, что Солнце находится на высоте 60° над горизонтом. Определите действительную высоту Солнца над горизонтом.
41. Луч света падает из стекла на поверхность воды под углом 25°. Определите угол преломления.
42. На какой угол отклонится луч от первоначального направления, если он падает в воздухе на поверхность глицерина под углом 45°?
43. Абсолютный показатель преломления масла равен 1,6, а воды – 1,33. Определите показатель преломления масла относительно воды.
44. На стеклянную пластинку с показателем преломления 1,5 падает из воздуха луч света. Каков угол падения луча, если угол между отраженным и преломленным лучами 90°?
45. Определите скорость света в алмазе, зная, что абсолютный показатель преломления алмаза равен 2,42.
46. В каком направлении пловец, нырнувший в воду, видит заходящее Солнце?
47. Выйдет ли луч света из сероуглерода в воздух, если угол падения составляет 30°? Показатель преломления сероуглерода n = 1,63.
48. Скорость распространения света в жидкости равна 240 • 103 км/с. Определите предельный угол полного внутреннего отражения для границы раздела этой жидкости с воздухом.
49. Вычислите предельный угол полного внутреннего отражения для стекла, граничащего с воздухом, если показатель преломления стекла равен 1,5.
50. Найдите предельный угол полного внутреннего отражения для границы раздела алмаза с водой.
51. Предельный угол полного внутреннего отражения на границе жидкого азота и алмаза равен 30°. Определите абсолютный показатель преломления азота, если показатель преломления алмаза равен 2,42.
52. У призмы с преломляющим углом 30° одна грань посеребрена. Луч, падающий на другую грань под углом 45°, после преломления и отражения от посеребренной грани вернулся назад по той же траектории. Определите показатель преломления материала призмы.
Третий уровень
53. Определите показатель преломления второй среды относительно первой, если отношение времени прохождения светом первого вещества ко времени прохождения второго равно 1,2. Толщина слоя первого вещества составляет 0,84 м, а второго – 0,5 м.
54. Луч света проходит из среды, показатель преломления которой равен в воздух. Определите угол падения, если угол преломления в два раза больше угла падения.
55. Каково кажущееся уменьшение глубины пруда для человека, смотрящего на дно, если угол между лучом зрения и перпендикуляром к поверхности воды равен 45°?
56. Глубина водоема равна 2 м. На дне лежит камень. На какой глубине мы увидим его, если будем смотреть на камень сверху по вертикали?
57. Луч света, падающий на плоскую границу двух сред, относительный показатель преломления которых n, частично отражается, частично преломляется. При каком угле падения отраженный луч перпендикулярен преломленному лучу?
58. Взаимно перпендикулярные лучи света идут из воздуха в жидкость (рис. 4). У одного луча угол преломления 30°, а у другого – 45°. Найдите показатель преломления жидкости.
59. Луч света падает из воздуха на горизонтальную стеклянную пластинку и преломляется в ней под углом b. Сверху на пластинку наливают слой прозрачной жидкости. каков теперь угол преломления света в стекле?
60. На какую глубину опустился водолаз, если вследствие отражения от поверхности воды он хорошо видит предметы, находящиеся на дне водоема на расстоянии 15 м и далее? Рост водолаза не учитывать.
61. Луч света падает на однородный прозрачный шар и проникает в него. Проходя внутри шара, он достигает поверхности раздела шар–воздух. Может ли в этой точке произойти полное внутреннее отражение?
62. На дне пруда глубиной 5 м находится точечный источник света. На поверхности пруда плавает деревянный плот так, что его центр находится над источником света. Каков должен быть диаметр плота, чтобы лучи света не выходили из воды в воздух?
63. Внутри стеклянного шара радиусом r = 0,1 м и слева от его центра вблизи поверхности находится точечный источник света s (рис. 5). На каком расстоянии справа от центра шара радиус светового пучка, вышедший из шара, будет равен r? Показатель преломления стекла равен 2.
64. Луч света падает на плоскопараллельную пластинку толщиной 3 см под углом 45°. Определите, на сколько сместится луч в результате прохождения пластинки.
65. Луч света падает на плоскопараллельную стеклянную пластинку под углом 60°. Какова толщина пластинки, если при выходе из нее луч сместился на 20 мм?
66. Луч света, падающий перпендикулярно боковой грани стеклянной призмы, выходит из призмы, отклоняясь на угол 25° от направления падающего луча. Показатель преломления стекла равен 1,5. Определите преломляющий угол призмы.
Четвертый уровень
67. Свая вбита перпендикулярно плоскости горизонтального дна водоема глубиной H и наполовину выступает над поверхностью воды. Свая освещена точечным источником света. В конечной точке тени на поверхности воды отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны. Определите длину тени на дне водоема.
68. В стекле имеется сферическая полость радиусом 3 см, заполненная водой. На полость падают параллельные лучи света. Определите радиус светового пучка, который проникает в полость.
69. В сосуд с плоским зеркальным дном налит слой воды высотой H. Человек рассматривает изображения своего лица, полученные при отражении света от поверхности воды и при отражении света от зеркального дна. Определите расстояние между этими изображениями.
70. В сосуд налиты две несмешивающиеся жидкости с показателями преломления 1,3 (сверху; толщина слоя 3 см) и 1,5 (толщина слоя 5 см). На каком расстоянии от поверхности верхней жидкости будет казаться расположенным дно сосуда, если смотреть сверху?
71. Предмет находится на расстоянии 15 см от плоскопараллельной стеклянной пластинки, через которую его рассматривают под нормальным к ней лучом зрения. Определите расстояние от изображения предмета до ближайшей к наблюдателю грани, если толщина пластинки равна 4,5 см, а показатель преломления стекла 1,5.
72. Луч света падает на боковую грань трехгранной призмы под углом 25°. Определите угол между падающим и преломленным лучами, если преломляющий угол призмы составляет 40°, а показатель преломления стекла 1,5.
Ответы
32. 500 с.
33. Под углом 45° к вертикали.
34. 65°.
35. h/2.
36. 26° 38 ў .
37. 24°.
38. 1,5.
39. 2,3 • 10 5 км/с.
40. 48°.
41. 28°.
42. 16°.
43. 1,2.
44. 56°.
45. 1,24 • 108 м/с.
46. 41°.
47. Да.
48. 53°.
49. 42°.
50. 33° 20ў.
51. 1,21.
52. 1,41.
53. 1,4.
54. 45°.
55. 1,6.
56. 1,5 м.
57. a = arctg n.
58. 1,15.
59. b .
60. 6,6 м.
61. Нет.
62. 11,4 м.
63.
64. 10 мм, 45°.
65. 40 мм.
66. 35°.
67. 2,1 H.
68. 2,7 см.
69. 2H/n.
70. 5,6 см.
71. 18 см.
72. 22°.