Номер 642, страница 118 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

На рисунке изображен переход луча света из среды I в среду II. Вертикальная сплошная линия представляет собой границу раздела двух сред, а горизонтальная пунктирная линия — это перпендикуляр (нормаль), проведенный к границе в точке падения луча.

Угол падения $\alpha$ — это угол между падающим лучом (в среде I) и нормалью. Угол преломления $\beta$ — это угол между преломленным лучом (в среде II) и нормалью.

Из анализа рисунка видно, что угол преломления $\beta$ больше угла падения $\alpha$:

$\beta > \alpha$

Согласно закону преломления света, когда световой луч переходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, он отклоняется от нормали. Это означает, что угол преломления становится больше угла падения. И наоборот, при переходе из менее плотной в более плотную среду луч прижимается к нормали (угол преломления меньше угла падения).

Поскольку в данном случае угол преломления больше угла падения ($\beta > \alpha$), это означает, что луч переходит из оптически более плотной среды (I) в оптически менее плотную (II).

Этот вывод можно подтвердить с помощью закона преломления Снеллиуса:

$n_1 \cdot \sin(\alpha) = n_2 \cdot \sin(\beta)$

где $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления сред I и II соответственно. Оптическая плотность среды прямо пропорциональна ее показателю преломления. Из формулы выразим отношение показателей преломления:

$\frac{n_1}{n_2} = \frac{\sin(\beta)}{\sin(\alpha)}$

Так как из рисунка мы определили, что $\beta > \alpha$, а для острых углов функция синуса возрастает, то $\sin(\beta) > \sin(\alpha)$. Следовательно, отношение $\frac{\sin(\beta)}{\sin(\alpha)} > 1$.

Отсюда следует, что $\frac{n_1}{n_2} > 1$, или $n_1 > n_2$.

Это означает, что показатель преломления среды I больше, чем у среды II, поэтому среда I является оптически более плотной.

Ответ: Среда I является оптически более плотной. При переходе луча света из среды I в среду II угол преломления оказывается больше угла падения, а такое явление наблюдается при переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную.