Ученик провёл опыт по преломлению монохроматического света, представленный на фотографии.
Затем вся установка была помещена в воду. Как изменятся частота световой волны, длина волны, падающей на стекло, и угол преломления?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.
Алгоритм решения
1.Описать эксперимент, проведенный учеником.
2.Установить, как изменяется частота световой волны при перемещении установки из воздуха в воду.
3.Установить, как при этом изменяется длина световой волны.
4.Установить, как при этом изменяется угол преломления.
Решение
Ученик направил луч монохроматического света на стекло под углом 30 градусов к нормали. При этом луч вышел под углом 20 градусов. Это говорит о том, что свет из менее плотной оптической среды попал в более плотную.
Частота световой волны — характеристика, не зависящая от условий распространения этой волны. Поэтому при перемещении установки из воздуха в воду частота останется прежней.
Чтобы установить, как меняется длина световой волны и угол преломления. Нужно рассчитать изменение показателя преломления света. Относительный показатель преломления в первом и втором опыте будет соответственно равен:
sin.αsin.β..=nвоздух−стекло
sin.αsin.γ..=nвода−стекло
Относительные показатели преломления можем выразить через абсолютные:
nвоздух−стекло=nстеклоnвоздух..
nвода−стекло=nстеклоnвода..
Абсолютный показатель преломления — табличная величина. Мы возьмем приблизительный значения: для воздуха — 1, для воды — 1,33, для стекла — 1,5. В действительности абсолютный показатель преломления стекла может составлять от 1,43 до 2,17. Но это не столь важно, поскольку важно лишь то, что он в любом случае больше абсолютного показателя преломления воды.
Получим:
nвоздух−стекло=1,51..=1,5
nвода−стекло=1,51,33..≈1,3
Видно, что при перемещении из воздуха показатель преломления уменьшился. Тогда:
sin.αsin.γ..=1,3
Так как числитель в левой части уравнения остался прежним, а число в правой части уменьшилось, то синус угла преломления увеличился. Поскольку синус угла находится в прямой зависимости от величины угла, то и угол преломления увеличился.
Длина волны определяется формулой:
λ=vν..
Учтем, что скорость распространения света в более плотной среде уменьшается. Если скорость уменьшилась, то длина воды тоже уменьшилась, поскольку между ними существует прямо пропорциональная зависимость.
Ответ: 321
спасибо автору и всем кто в этом участвует