Решение задач на тему «Преломление света на плоской границе» - Световые волны - Оптика

Цель: научить пользоваться теоретическими знаниями на практике.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение изученного

- В каком случае угол падения равен углу отражения?

- Почему, находясь в лодке, трудно попасть копьем в рыбу?

- Почему изображение предмета в воде всегда менее яркое, чем сам предмет?

- Что происходит при переходе луча в оптически менее плотную среду с углом преломления?

- Как изменилось бы видимое расположение звезд на небе, если бы исчезла атмосфера Земли?

III. Решение задач

1. Под каким углом а должен падать на границу раздела сред луч, идущий из воздуха в жидкость, чтобы угол преломления был в два раза меньше угла падения (см. рис 64.)? Скорость света в вакууме с = 3 · 10⁸ м/с, скорость света в жидкости v = 1,73 · 10⁸ м/с.

(Ответ: .)

2. В воздухе длина волны монохроматического света λ₁ = 0,6 мкм. При переходе в стекло длина волны становится равной λ₂ = 0,42 мкм. Под каким углом падения а свет падает на плоскую границу раздела воздух - стекло, если отраженный и преломленный лучи образуют прямой угол?

(Ответ: .)

3. Луч света попадает из воздуха в скипидар. Найдите показатель преломления п скипидара, если известно, что при угле падения α = 45°, угол преломления β = 30°.

(Ответ: .)

4. Найдите угол падения а луча на поверхность воды, если известно, что он больше угла преломления φ = 30°.

(Ответ: .)

5. Свет падает на плоскую границу раздела воздух - стекло. Показатель преломления стекла n = 1,5. Найдите угол падения α луча, если угол между отраженным и преломленным лучами прямой.

(Ответ: a .)

6. Взаимно перпендикулярные лучи 1 и 2 идут из воздуха в жидкость. Углы преломления β₁ = 30°, β₂ = 45°. Найдите показатель преломления n жидкости.

(Ответ: .)

7. В горизонтальное дно пруда вертикально вбит шест высотой H = 1,25 м. Определите длину тени от шеста на дне пруда, если солнечные лучи падают на поверхность воды под углом падения α = 60°, a шест целиком находится в воде. Показатель преломления воды n = 4/3.

(Ответ: .)

8. В дно водоема глубиной H = 2 м вбита вертикальная свая, на h = 0,5 м выступающая над водой. Найдите длину тени от сваи на горизонтальном дне водоема, если высота Солнца над горизонтом δ = 60°. Показатель преломления воды n = 4/3.

(Ответ: .)

9. Мальчик старается попасть палкой в предмет, находящийся на горизонтальном дне ручья глубиной Н = 40 см. На каком расстоянии l от предмета палка попадает в дно ручья, если мальчик, точно нацелившись, двигает палку под углом δ = 45° к поверхности воды? Показатель преломления воды n = 4/3.

(Ответ: .)

10. Какова истинная глубина Н озера, если изображение дна находится на расстоянии h = 2 м от поверхности воды? Показатель преломления воды n = 1,33. Наблюдение ведется вдоль вертикали.

(Ответ: Н = nh ≈ 2,7 м.)

11. В сосуд налиты две несмешивающиеся жидкости. Сверху находится жидкость с показателем преломления n₁ = 1,3. Толщина ее слоя H₁ = 3 см. Показатель преломления жидкости n₂ = 1,5, толщина слоя H₂ = 5 см. На какой глубине h расположено изображение дна сосуда, если смотреть на него сверху вдоль вертикали?

(Ответ: .)

IV. Подведение итогов урока

Домашнее задание

Р - 1022; Р - 1023.