Какой показатель преломления жидкости определяется, если световой луч падает под углом 20° к оси стакана, а после преломления и отражения луч попадает в точку А, указанную на рисунке? Коэффициент преломления воздуха принимается равным единице. Варианты ответа: А) 1,42 Б) 1,63 В) 1,54 Г) 1,72
Alina
Для решения данной задачи мы воспользуемся законами преломления и отражения света.
Известно, что световой луч при переходе из воздуха в жидкость будет преломляться под определенным углом. Используя закон Снеллиуса, который гласит: \(\frac{{\sin(\alpha_1)}}{{\sin(\alpha_2)}} = \frac{{n_2}}{{n_1}}\), где \(\alpha_1\) - угол падения, \(\alpha_2\) - угол преломления, \(n_1\) - показатель преломления среды, из которой идет луч, \(n_2\) - показатель преломления среды, в которую луч попадает.
В данной задаче световой луч проходит из воздуха в жидкость, поэтому показатель преломления воздуха равен единице.
Подставим известные значения в формулу: \(\frac{{\sin(20)}}{{\sin(\alpha_2)}} = \frac{{1}}{{n_2}}\).
Так как нам нужно определить показатель преломления жидкости, то перепишем формулу следующим образом: \(n_2 = \frac{{\sin(\alpha_2)}}{{\sin(20)}}\).
Теперь нам нужно определить угол преломления \(\alpha_2\), при котором световой луч попадает в точку А.
На рисунке не указан угол, под которым луч падает на границу раздела воздуха и жидкости, поэтому предположим, что угол падения на границу раздела равен углу отражения от границы раздела. Это верно для большинства световых явлений.
Таким образом, угол падения на границу раздела равен 20°, а угол отражения также равен 20°.
Теперь мы можем использовать закон отражения, который гласит: угол падения равен углу отражения. Это означает, что угол между направлением падающего и отраженного лучей равен 20°.
Следовательно, угол между отраженным лучом и осью стакана равен \(180 - 20 = 160\)°.
Теперь мы знаем угол падения на границу раздела, угол преломления и угол между отраженным лучом и осью стакана.
Мы можем воспользоваться геометрическими свойствами для определения показателя преломления жидкости.
На рисунке видим, что при попадании светового луча в точку А, этот луч проходит через границу раздела между воздухом и жидкостью и отражается от внутренней поверхности стакана.
Из геометрических соображений можно заметить, что угол между отраженным лучом и осью стакана равен углу, под которым отражается падающий луч.
Таким образом, показатель преломления жидкости можно определить, используя следующую формулу: \(n_2 = \frac{{\sin(160)}}{{\sin(20)}}\).
Выполнив все вычисления, мы получим \(n_2 \approx 1,54\).
Ответ: Вариант В) 1,54.
Известно, что световой луч при переходе из воздуха в жидкость будет преломляться под определенным углом. Используя закон Снеллиуса, который гласит: \(\frac{{\sin(\alpha_1)}}{{\sin(\alpha_2)}} = \frac{{n_2}}{{n_1}}\), где \(\alpha_1\) - угол падения, \(\alpha_2\) - угол преломления, \(n_1\) - показатель преломления среды, из которой идет луч, \(n_2\) - показатель преломления среды, в которую луч попадает.
В данной задаче световой луч проходит из воздуха в жидкость, поэтому показатель преломления воздуха равен единице.
Подставим известные значения в формулу: \(\frac{{\sin(20)}}{{\sin(\alpha_2)}} = \frac{{1}}{{n_2}}\).
Так как нам нужно определить показатель преломления жидкости, то перепишем формулу следующим образом: \(n_2 = \frac{{\sin(\alpha_2)}}{{\sin(20)}}\).
Теперь нам нужно определить угол преломления \(\alpha_2\), при котором световой луч попадает в точку А.
На рисунке не указан угол, под которым луч падает на границу раздела воздуха и жидкости, поэтому предположим, что угол падения на границу раздела равен углу отражения от границы раздела. Это верно для большинства световых явлений.
Таким образом, угол падения на границу раздела равен 20°, а угол отражения также равен 20°.
Теперь мы можем использовать закон отражения, который гласит: угол падения равен углу отражения. Это означает, что угол между направлением падающего и отраженного лучей равен 20°.
Следовательно, угол между отраженным лучом и осью стакана равен \(180 - 20 = 160\)°.
Теперь мы знаем угол падения на границу раздела, угол преломления и угол между отраженным лучом и осью стакана.
Мы можем воспользоваться геометрическими свойствами для определения показателя преломления жидкости.
На рисунке видим, что при попадании светового луча в точку А, этот луч проходит через границу раздела между воздухом и жидкостью и отражается от внутренней поверхности стакана.
Из геометрических соображений можно заметить, что угол между отраженным лучом и осью стакана равен углу, под которым отражается падающий луч.
Таким образом, показатель преломления жидкости можно определить, используя следующую формулу: \(n_2 = \frac{{\sin(160)}}{{\sin(20)}}\).
Выполнив все вычисления, мы получим \(n_2 \approx 1,54\).
Ответ: Вариант В) 1,54.
Знаешь ответ?