Можно ли наблюдать полное внутренне отражение света при переходе света из воздуха в воду?ПОчему. Помогите. Срочно. ПОжалуйста
Мы отправили письмо со ссылкой на смену пароля на username@mail.ru.
Если письма нет, проверь папку «Спам».
Чтобы вопрос опубликовался, войди или зарегистрируйся
Нужна регистрация на Учи.ру
«Ваш урок» теперь называется Учи.Ответы. Чтобы зайти на сайт, используй логин и пароль от Учи.ру. Если у тебя их нет, зарегистрируйся на платформе.
ГДЗ по физике 7 класс Пурышева вопросы — §58
Подробный решебник (ГДЗ) по Физике за 7 (седьмой) класс — готовый ответ вопросы — §58. Авторы учебника: Пурышева, Важеевская. Издательство: Дрофа 2016.
Похожие ГДЗ
ГДЗ Рабочая тетрадь физика 7 класс Н.С. Пурышева
Вопросы для самопроверки 1. Что называют полным внутренним отражением света? 2. Можно ли наблюдать полное внутреннее отражение света при переходе света из воздуха в воду? Почему? 3. Какой угол называют предельным углом полного внутреннего отражения? 4. Приведите примеры применения явления полного внутреннего отражения света. 5. Объясните, почему призма, сечение которой изображено на рисунке 184, «оборачивает» лучи.
§ 84. Полное внутреннее отражение
Мы указывали в § 81, что при падении света на границу раздела двух сред световая энергия делится на две части: одна часть отражается, другая часть проникает через границу раздела во вторую среду. На примере перехода света из воздуха в стекло, т. е. из среды, оптически менее плотной, в среду, оптически более плотную, мы видели, что доля отраженной энергии зависит от угла падения. В этом случае доля отраженной энергии сильно возрастает по мере увеличения угла падения; однако даже при очень больших углах падения, близких к , когда световой луч почти скользит вдоль поверхности раздела, все же часть световой энергии переходит во вторую среду (см. §81, табл. 4 и 5).
Новое интересное явление возникает, если свет, распространяющийся в какой-либо среде, падает на границу раздела этой среды со средой, оптически менее плотной, т, е. имеющей меньший абсолютный показатель преломления. Здесь также доля отраженной энергии возрастает с увеличением угла падения, однако возрастание идет по иному закону: начиная с некоторого угла падения, вся световая энергия отражается от границы раздела. Это явление носит название полного внутреннего отражения.
Рассмотрим снова, как и в §81, падение света на границу раздела стекла и воздуха. Пусть световой луч падает из стекла на границу раздела под различными углами паления (рис. 186). Если измерить долю отраженной световой энергии и долю световой энергии, прошедшей через границу раздела, то получаются величины, приведенные в табл. 7 (стекло, так же как и в табл. 4, имело показатель преломления ).
Рис. 186. Полное внутреннее отражение: толщина лучей соответствует доле отряженной или прошедшей через границу раздела световой энергии
Угол падения , начиная с которого вся световая энергия отражается от границы раздела, называется предельным углом полного внутреннего отражения. У стекла, для которого составлена табл. 7 ( ), предельный угол равен приблизительно .
Таблица 7. Доли отраженной энергии для различных углов падения при переходе света из стекла в воздух
| Угол падения | |||||||||||||
| Угол преломления | — | — | — | — | |||||||||
| Доля отраженной энергии (в %) | 4,7 | 4,7 | 5,0 | 6,8 | 12 | 23 | 36 | 47 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Обратим внимание, что при падении света на границу раздела под предельным углом угол преломления равен , т. е. в формуле, выражающей для данного случая закон преломления,
при мы должны положить или . Отсюда находим
При углах падения, больших преломленного луча не существует. Формально это следует из того, что при углах падения, больших из закона преломления для получаются значения, большие единицы, что, очевидно, невозможно.
В табл. 8 приведены предельные углы полного внутреннего отражения для некоторых веществ, показатели преломления которых приведены в табл. 6. Нетрудно убедиться в справедливости соотношения (84.1).
Таблица 8. Предельный угол полного внутреннего отражения на границе с воздухом
| Вещество | , в градусах | Вещество | , в градусах |
| Вода | 49 | Стекло (легкий крон) | 40 |
| Сероуглерод | 38 | Стекло (тяжелый флинт) | 34 |
| Глицерин | 43 | Алмаз | 24 |
Полное внутреннее отражение можно наблюдать на границе воздушных пузырьков в воде. Они блестят потому, что падающий на них солнечный свет полностью отражается, не проходя внутрь пузырьков. Это особенно заметно на тех воздушных пузырьках, которые всегда имеются на стеблях и листьях подводных растений и которые на солнце кажутся сделанными из серебра, т. е. из материала, очень хорошо отражающего свет.
Полное внутреннее отражение находит себе применение в устройстве стеклянных поворотных и оборачивающих призм, действие которых понятно из рис. 187. Предельный угол для призмы составляет в зависимости от показателя преломления данного сорта стекла; поэтому применение таких призм не встречает затруднений в отношении подбора углов входа и выхода световых лучей. Поворотные призмы с успехом выполняют функции зеркал и выгодны тем, что их отражающие свойства остаются неизменными, тогда как металлические зеркал;: тускнеют с течениием времени из-за окисления металла. Надо заметить, что оборачивающая призма проще по устройству эквивалентной ей поворотной системы зеркал. Поворотные призмы применяются, в частности, в перископах.
Рис. 187. Ход лучей в стеклянной поворотной призме (а), оборачивающей призме (б) и в изогнутой пластмассовой трубке – световоде (в)
Можно ли наблюдать полное внутреннее отражение света при переходе света из воздуха в воду почему
При́нцип Ферма́ (принцип наименьшего времени Ферма) — постулат в геометрической оптике, согласно которому луч света между двумя точками распространяется по тому пути, который занимает меньше всего времени.
Этот принцип сформулирован Пьером Ферма в 1662 году в качестве самого общего закона геометрической оптики. Из него следовали уже известные законы: прямолинейность луча света в однородной среде, законы отражения и преломления света на границе двух прозрачных сред.
Найти: время, которое затратит спасатель на путь до тонущего человека, двигаясь по разным кривым.
После нахождения пути по кривым SJD и SND, выберите произвольно 2 точки на отрезке JN, так чтобы одна из них (точка L) была близко к N (например, LN = 5m), а другая точка (M) на расстоянии в 2 раза больше от N (MN=10m).
Сравним время распространения света на пути АСВ и на
пути AFB, считая, что x = FC очень мало. Проведем FM⟂AC
и CN⟂FB . На пути АСВ свет в первой среде проходит дополнительный путь МС (так как FC очень мало, то AF ≈ AM). Во второй среде дополнительный путь FN проходит уже луч, распространяющийся по траектории AFB. Так как время распространения света от точки А к точке В при малых значениях х должно быть постоянным, то время прохождения светом пути МС и пути FN должно быть одинаковым, т. е.:
Показатель преломления n=c/V, значит отношение скоростей v₁/v₂ = n₂/n₁, отсюда получаем окончательное выражение для закона преломления:
В каждой среде кратчайшим путем будут прямые SA и AB. Точку A охарактеризуем расстоянием x от перпендикуляра, опущенного из источника на границу раздела. Определим время, затраченное на прохождение пути SAB:
t = SA / V₁ + AB / V₂ = √(h₀² + x²)/V₁ + √(h² + (l-x)²)/V₂
Для нахождения минимума времени найдем производную от t по x и приравняем её к нулю:
Заметим, что sinα = x/√(h₀² + x²), sinβ = (l-x)/√(h² + (l-x)²). Поэтому из выражения выше следует sinα/V₁ -sinβ/V₂= 0.
Отсюда сразу следует sinα/sinβ = V₁/V₂. Учитывая, что показатель преломления n=c/V, значит отношение скоростей v₁/v₂ = n2/n₁, отсюда получаем окончательное выражение для закона преломления:
n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
1.5 sin 42 = 1* sin 90
Важнейшим техническим применением полного внутреннего отражения является волоконная оптика.
Оптоволокно – это материал для передачи света на большие расстояния с помощью эффекта полного внутреннего отражения. Его устройство показано на схеме. Идея такая: у нас есть трубка из стекла с показателем преломления n₁(оболочка, демпфер) и стержень внутри трубки с n₂ (сердцевина, ядро). n₂>n₁ — обязательное условие для полного внутреннего отражения.
Тогда пустим по сердцевине свет и будем наблюдать полное его отражение от оболочки, которое станет многократным на расстоянии.