Физика, 9 класс

Задачи: Преломление света. Физический смысл показателя преломления

Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.

База

База Задача 1

Скорость света в алмазе 124 000 км/с, в вакууме — 300 000 км/с. Найдите показатель преломления алмаза.

Подсказка

Показатель преломления показывает, во сколько раз свет в среде медленнее, чем в вакууме.

Решение

\(n = \dfrac{c}{v} = \dfrac{300\,000}{124\,000} \approx 2{,}42\).

Ответ
≈ 2,42
База Задача 2

Показатель преломления глицерина 1,47. С какой скоростью свет распространяется в глицерине? Скорость света в вакууме 3·10⁸ м/с.

Подсказка

Из формулы \(n = c/v\) выразите \(v\).

Решение

\(v = \dfrac{c}{n} = \dfrac{3 \cdot 10^8}{1{,}47} \approx 2{,}04 \cdot 10^8\) м/с.

Ответ
≈ 2,04·10⁸ м/с

Средний

Средний Задача 3

Луч света падает из воздуха на поверхность стекла под углом 60°, угол преломления равен 35°. Найдите показатель преломления стекла.

Подсказка

Показатель преломления равен отношению синусов угла падения и угла преломления.

Решение

\(n = \dfrac{\sin 60^\circ}{\sin 35^\circ} = \dfrac{0{,}866}{0{,}574} \approx 1{,}51\).

Ответ
≈ 1,51
Средний Задача 4

Луч выходит из воды в воздух под углом 30° к перпендикуляру. Угол преломления будет больше или меньше 30°? Почему?

Подсказка

В какой из двух сред свет движется быстрее?

Решение

Воздух оптически менее плотный, чем вода, скорость света в нём больше. Значит, \(\sin\gamma = n_{\text{в}} \sin\alpha > \sin\alpha\), и луч отклоняется от перпендикуляра — угол преломления больше угла падения.

Ответ
Больше 30°

Сложный

Сложный Задача 5

Луч падает из воздуха на поверхность воды под углом 45°. Показатель преломления воды 1,33. Найдите угол преломления.

Подсказка

Найдите сначала синус угла преломления, затем сам угол по таблице или калькулятору.

Решение

\(\sin\gamma = \dfrac{\sin 45^\circ}{n} = \dfrac{0{,}707}{1{,}33} \approx 0{,}532\), откуда \(\gamma \approx 32^\circ\).

Ответ
≈ 32°
Сложный Задача 6

Красный лазер даёт в воздухе свет с длиной волны 600 нм. Какой станет длина волны этого света в воде с показателем преломления 1,33?

Подсказка

При переходе в другую среду частота не меняется, а скорость уменьшается в n раз.

Решение

Частота \(\nu\) постоянна, \(\lambda = v/\nu\), а \(v\) уменьшается в \(n\) раз. Значит, \(\lambda_2 = \dfrac{\lambda_1}{n} = \dfrac{600}{1{,}33} \approx 451\) нм.

Ответ
≈ 451 нм
Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.