скорость распространения света в жидкости
#9772
2012-03-31 17:14 GMT
Задача:
свет, падая на поверхность жидкости, частично отражается, частично преломляется. найти скорость распространения света в жидкости, если луч плоско плляризован, когда угол преломления равен 35 градусов.
Решение:
есть формула n=c/v из которой v=c/n но для чего тогда угол преломления??? и с n не до конца ясно((( ну, положим, у воды я знаю а тут не указано, что это вода((((
так как плоско поляризован то Р=1…но куда это все вставить?(((
если решали подобные задачи дайте, пожалуйста направление, куда двигаться….
#9775
2012-03-31 18:18 GMT
Dasha86re, ты, случайно, не блондика? Применяешь закон Брюстера- 180-90-35=55 град. tg55=1,43=n V=C/n=2,1*10^8 м/сек.
Если ни то, ни другое, ни третье не помогает, прочтите, наконец инструкцию.
#9823
2012-04-02 21:08 GMT
Условие задачи:
Показатель преломления света относительно воды равен 1,16. Найти скорость света в воде, если абсолютный показатель преломления стекла равен 1,54.
Задача №10.2.10 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
(n_{21}=1,16), (n_2=1,54), (upsilon-?)
Решение задачи:
Показатель преломления данной среды относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления данной среды (n), его можно определить как отношение скорости света в вакууме (c), равной 3·108 м/с, к скорости света в данной среде (upsilon). Применительно к воде будет справедливо записать:
[n_1 = frac{c}{upsilon}]
Откуда выразим искомую скорость света в воде (upsilon):
[upsilon = frac{c}{n_1};;;;(1)]
Показатель преломления второй среды относительно первой (n_{21}) равен отношению абсолютного показателя преломления второй среды (n_2) к абсолютному показателю преломления первой среды (n_1). Поэтому показатель преломления стекла относительно воды можно найти по следующей формуле:
[{n_{21}} = frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}]
Значит:
[{n_1} = frac{{{n_2}}}{{{n_{21}}}};;;;(2)]
Подставим выражение (2) в формулу (1), окончательно получим:
[upsilon = frac{{c{n_{21}}}}{{{n_2}}}]
Посчитаем численный ответ:
[upsilon = frac{{3 cdot {{10}^8} cdot 1,16}}{{1,54}} = 2,26 cdot {10^8};м/с]
Ответ: 2,26·108 м/с.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
10.2.9 Свет идет по кратчайшему пути из одной среды в другую. Каков показатель преломления
10.2.11 При падении света на поверхность скипидара из вакуума угол падения равен 45°
10.3.1 Угол падения луча света на границу стекло-воздух равен 30°. Каков угол преломления?
Несложная задача по физике:
Абсолютный показатель преломления воды 1,33. Какова скорость света в воде? Скорость света в воздухе с = 3 • 10^8 м/с.
Вот правильный ответ:
Нам нужно найти скорость света в воде. Даны следующие условия: показатель преломления воды составляет 1,33, а скорость света в воздухе всегда одинакова и равна 3 на 10 в 8 метров в секунду. Для нахождения скорости света мы должны её выразить из другой формулы. Далее подставляем известные нам значения и получаем, что скорость света в воде равна 2,26 на 10 в 8 степени метров в секунду при условии преломления воды 1,33. Это и есть правильный ответ.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
-
экономические
43,662 -
гуманитарные
33,654 -
юридические
17,917 -
школьный раздел
611,984 -
разное
16,905
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
На уроке «Преломление света. Закон преломления света» вы познакомились с явлением преломления света и описывающим его законом. Там же мы рассмотрели несколько примеров задач и их подробные решения.
На данном уроке вы можете ознакомиться с еще несколькими интересными задачами. При их решении мы будем использовать чертежи, законы преломления и отражения света, понятия относительного и абсолютного показателей преломления света. При вычислении углов удобно пользоваться таблицами значений синусов и косинусов.
Задача №1
Луч света падает на плоскую поверхность границы раздела двух сред. Угол падения равен $40 degree$, а угол между отраженным и преломленным лучами составляет $110 degree$. Чему равен угол преломления?
Сперва построим чертеж (рисунок 1).
- $MN$ — граница раздела двух сред
- $AO$ — падающий луч
- $alpha$ — угол падения
- $OB$ — отраженный луч
- $beta$ — угол отражения
- $OD$ — преломленный луч
- $gamma$ — угол преломления
Теперь мы можем записать условие задачи и решить ее.
Дано:
$alpha = 40 degree$
$angle BOD = 110 degree$
$gamma — ?$
Посмотреть решение и ответ
Скрыть
Решение:
По закону отражения света угол отражения равен углу падения:
$beta = alpha = 40 degree$.
Из чертежа видно, что:
$beta + angle BOD + gamma = 180 degree$.
Выразим и рассчитаем угол преломления:
$gamma = 180 degree — angle BOD — beta = 180 degree — 110 degree — 40 degree = 30 degree$.
Ответ: $gamma = 30 degree$.
Задача №2
Стеклянный прямоугольный аквариум наполнен водой. Угол падения светового луча на его стенку равен $60 degree$. Найдите угол преломления луча света в воде при выходе из стекла.
Построим простой чертеж для наглядности (рисунок 2).
На рисунке схематически показан переход луча из воздуха в стекло, а затем из стекла в воду. При этом:
- $alpha$ — угол падения луча из воздуха в стекло
- $gamma$ — угол преломления луча в стекле
- $alpha_1$ — угол падения луча из стекла в воду
- $gamma_1$ — угол преломления луча в воде
- $n_1$ — абсолютный показатель преломления воздуха
- $n_2$ — абсолютный показатель преломления стекла
- $n_3$ — абсолютный показатель преломления воды
Абсолютные показатели преломления воздуха и воды нам известны, а стекла — нет. Запишем условие задачи и перейдем к ее решению.
Дано:
$alpha = 60 degree$
$n_1 = 1$
$n_3 = 1.33$
$gamma_1 — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Запишем закон преломления света для воздуха и стекла:
$frac{sin alpha}{sin gamma} = frac{n_2}{n_1}$.
Выразим отсюда синус угла преломления:
$sin gamma = frac{n_1 sin alpha}{n_2}$.
Теперь запишем закон преломления света для стекла и воды:
$frac{sin alpha_1}{sin gamma_1} = frac{n_3}{n_2}$.
Из чертежа мы видим, что $alpha_1 = gamma$, т. к. Это накрест лежащие углы при пересечении двух параллельных прямых.
Используя закон преломления для стекла и воды и равенство углов, выразим угол преломления в воде:
$sin gamma_1 = frac{n_2 sin gamma}{n_3}$.
Подставим в это выражение полученное равенство для $sin gamma$ из закона преломления для воздуха и стекла:
$sin gamma_1 = frac{n_2}{n_3} cdot frac{n_1}{n_2} cdot sin alpha = frac{sin alpha}{n_3}$.
Рассчитаем это значение:
$sin gamma_1 = frac{sin 60 degree}{1.33} = frac{frac{sqrt{3}}{2}}{1.33} approx frac{0.87}{1.33} approx 0.65$.
Используя таблицу синусов, определим угол, которому соответствует полученное значение:
$gamma_1 = 41 degree$.
Ответ: $gamma_1 = 41 degree$.
Задача №3
Какова скорость света во льду, если угол падения луча из воздуха равен $61 degree$, а угол преломления составляет $42 degree$.
Дано:
$n_1 = 1$
$c = 3 cdot 10^8 frac{м}{с}$
$alpha = 61 degree$
$gamma = 42 degree$
$upsilon — ?$
Посмотреть решение и ответ
Скрыть
Решение:
Запишем закон преломления света:
$frac{sin alpha}{sin gamma} = frac{n_2}{n_1}$.
Абсолютный показатель преломления воздуха равен единице. Абсолютный показатель преломления льда по определению:
$n_2 = frac{c}{upsilon}$.
Подставим в закон преломления:
$frac{sin alpha}{sin gamma} = frac{c}{upsilon}$.
Выразим отсюда скорость распространения света во льду и рассчитаем ее:
$upsilon = frac{c cdot sin gamma}{sin alpha} = frac{3 cdot 10^8 frac{м}{с} cdot sin 42 degree}{sin 61 degree} = frac{3 cdot 10^8 cdot 0.67}{0.87} approx 2.3 cdot 10^8 frac{м}{с} approx 230 space 000 frac{км}{с}$.
Ответ: $upsilon approx 2.3 cdot 10^8 frac{м}{с} approx 230 space 000 frac{км}{с}$.
Задача №4
Скорость света в стекле составляет $198 space 200 frac{км}{с}$, а в воде — $225 space 000 frac{км}{с}$. Определите показатель преломления воды относительно стекла.
Из последнего предложения ясно, что в задаче речь идет об относительном показателе преломления $n_{21}$. Он определяется двумя абсолютным показателями преломления: $n_{21} = frac{n_2}{n_1}$, где в нашем случае $n_2$ — абсолютный показатель преломления стекла, а $n_1$ — воды. Это важно понимать, чтобы не запутаться с индексами. Итак, под индексом «1» у нас величины, связанные с водой, под «2» — со стеклом. Запишем условия задачи и решим ее.
Дано:
$upsilon_1 = 225 space 000 frac{км}{с}$
$upsilon_2 = 198 space 200 frac{км}{с}$
$n_{21} — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
По определению относительный показатель преломления — это величина, показывающая, во сколько раз скорость света в первой по ходу луча среде отличается от скорости распространения света во второй среде:
$n_{21} = frac{upsilon_1}{upsilon_2}$.
Рассчитаем эту величину:
$n_{21} = frac{225 space 000 frac{км}{с}}{198 space 200 frac{км}{с}} approx 1.14$.
Так как показатель преломления — это безразмерная величина, то в процессе записи условий задачи нам было не нужно переводить единицы измерения скоростей в СИ. Было логично предположить, что в процессе рассчетов эти единицы сократятся.
Ответ: $n_{21} approx 1.14$.
Задача №5
Скорость распространения света в неизвестной жидкости равна $240 space 000 frac{км}{с}$. На поверхность этой жидкости из воздуха падает луч света под углом $25 degree$. Определите угол преломления луча.
Для наглядности сделаем чертеж (рисунок 3) и запишем условия задачи.
- $alpha$ — угол падения
- $gamma$ — угол преломления
- $n_1$ — абсолютный показатель преломления воздуха
- $n_2$ — абсолютный показатель преломления неизвестной жидкости
Дано:
$upsilon = 240 space 000 frac{км}{с}$
$n_1 =1$
$alpha = 25 degree$
СИ:
$2.4 cdot 10^8 frac{м}{с}$
$gamma — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Запишем закон преломления света:
$frac{sin alpha}{sin gamma} = frac{n_2}{n_1}$.
По определению абсолютного показателя преломления:
$n_2 = frac{с}{upsilon}$, где $с = 3 cdot 10^8 frac{м}{с}$ — скорость света в вакууме/воздухе, $upsilon$ — скорость распространения света в неизвестной жидкости.
Тогда закон преломления света примет следующий вид:
$frac{sin alpha}{sin gamma} = frac{c}{upsilon}$.
Выразим отсюда синус угла преломления и рассчитаем его:
$sin gamma = frac{upsilon cdot sin alpha}{c} = frac{2.4 cdot 10^8 frac{м}{с} cdot sin 25 degree}{3 cdot 10^8 frac{м}{с}} = frac{2.4 cdot 0.42}{3} approx 0.34$.
Пользуясь таблицей синусов, определим угол преломления:
$gamma = 20 degree$.
Ответ: $gamma = 20 degree$.