Яка буде зміна швидкості світла при переході з вакууму до середовища з показником заломлення?

Школьнику, чтобы ответить на этот вопрос, давайте начнем с определения показателя преломления. Показатель преломления - это безразмерная величина, характеризующая свойства вещества, которое свет проходит через него. Он указывает, насколько сильно свет изменит свою скорость и направление при переходе из одной среды в другую.

Формула, которую мы можем использовать для вычисления изменения скорости света при переходе из вакуума в другую среду, называется законом Снеллиуса:

\[n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2)\]

где \(n_1\) и \(n_2\) - показатели преломления вакуума и среды соответственно, а \(\theta_1\) и \(\theta_2\) - углы падения и преломления света соответственно.

Однако, если нам дано только изменение скорости света, мы можем использовать другую формулу, которая связывает изменение скорости света с показателями преломления:

\[\frac{c}{v_2} - \frac{c}{v_1} = \Delta n\]

где \(c\) - скорость света в вакууме, \(v_1\) - скорость света в вакууме, \(v_2\) - скорость света в среде и \(\Delta n\) - изменение показателя преломления.

Теперь, чтобы выразить изменение скорости света, нужно преобразовать уравнение:

\[\Delta v = \frac{c}{v_2} - \frac{c}{v_1}\]

Заметим, что вакуум является средой с наименьшим показателем преломления (\(n_1 = 1\)), поэтому скорость света в вакууме равна \(c\), а скорость света в другой среде можно выразить как:

\[v_2 = \frac{c}{n_2}\]

Подставим это в уравнение и решим:

\[\Delta v = \frac{c}{\frac{c}{n_2}} - c = c\left(\frac{1}{\frac{c}{n_2}} - 1\right) = c\left(\frac{n_2}{c} - 1\right) = n_2c - c = c(n_2 - 1)\]

Таким образом, изменение скорости света при переходе из вакуума в среду с показателем преломления \(n_2\) будет равно \(c(n_2 - 1)\), где \(c\) - скорость света в вакууме (примерно равна \(3 \times 10^8\) м/с).

Надеюсь, что это пошаговое решение помогло вам понять, как вычислить изменение скорости света при переходе из вакуума в среду с показателем преломления \(n_2\). Если у вас возникли еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их.