Задачи на преломление и полное внутреннее отражение
Уроки 50–51 · 2 урока · П. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Бахромов, К. Суяров, Ж. Усаров, М. Юлдашева. Физика, 9 класс, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий дом издательства-типографии имени Гафура Гуляма, Ташкент, 2019
50
Решение задач
Учебник: с. 138
ЦельРешать задачи на отражение и преломление света: n₂₁ = sin α/sin β, n = c/v, n = s₀/s.
Новые слова
относительный показатель преломления · nisbiy sindirish ko‘rsatkichiугол падения · tushish burchagiоптически плотная среда · optik zich muhitход луча · nurning yo‘li
Объяснение
В задаче сначала сделайте чертёж, проведите перпендикуляр и отсчитывайте углы от этого перпендикуляра (а не от поверхности). В задачах на отражение γ = α, а угол между падающим и отражённым лучами равен 2α; в плоском зеркале изображение находится за зеркалом на таком же расстоянии, что и предмет, мнимое и того же размера. В задачах на преломление используйте n₁sin α = n₂sin β: n₂₁ = sin α/sin β, через скорости n₂₁ = v₁/v₂, а относительно вакуума n = c/v. Если за одно и то же время свет проходит s₀ в вакууме и s в среде, то n = s₀/s, потому что путь пропорционален скорости. Значения синусов берите из таблицы или калькулятора (sin 30° = 0,5; sin 45° ≈ 0,71; sin 60° ≈ 0,87). Проверьте результат: в оптически более плотной среде должно быть β < α.
Примеры
α = 50°, β = 30°: n₂₁ = sin 50°/sin 30° ≈ 0,77/0,5 ≈ 1,53, значит, вторая среда оптически более плотная.
Какое расстояние проходит свет в стекле (n = 1,6) за 1 нс = 10⁻⁹ с? v = c/n = 3·10⁸/1,6 ≈ 1,9·10⁸ м/с; s = vt ≈ 0,19 м = 19 см (30 см в вакууме за то же время).
Работа в классе
Задание на построение: начертите в тетради луч, идущий из воздуха в стекло (n = 1,5) под углом 50°. Вычислите угол преломления (sin 50° ≈ 0,77) и проведите его транспортиром. Проверьте, что луч, выходящий из стеклянной пластины, параллелен исходному лучу.
Упражнения
1
Угол между падающим и отражённым лучами равен 80°. Чему равен угол падения в градусах?
40
2
Показатель преломления среды n = 2,4. Какова скорость света в ней в м/с (c = 3·10⁸ м/с)?
125000000
3
Каково отношение скорости света в воде (n = 1,33) к скорости в алмазе (n = 2,42), v(вода)/v(алмаз)?
v₁/v₂ = n₂/n₁ = 2,42/1,33 ≈ 1,8
4
Почему углы отсчитывают от перпендикуляра, а не от поверхности?
Законы сформулированы относительно перпендикуляра, который однозначно задаёт направление луча.