Номер 663, страница 120 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Дано:

Пузырек воздуха в воде.

Наблюдение ведется по вертикали.

Показатель преломления воды $n_в \approx 1,33$.

Показатель преломления воздуха $n_{возд} \approx 1$.

Найти:

Положение изображения пузырька.

Решение:

При наблюдении из воздуха объекта, находящегося в воде, его видимое положение отличается от действительного. Это явление объясняется преломлением света на границе двух сред с разной оптической плотностью — воды и воздуха.

Лучи света от пузырька распространяются вверх. При переходе из воды в воздух, то есть из оптически более плотной среды в менее плотную, световые лучи преломляются, отклоняясь от перпендикуляра (нормали) к поверхности раздела сред.

Наблюдателю, который смотрит сверху, кажется, что преломленные расходящиеся лучи выходят из одной точки. Эта точка, расположенная на продолжении преломленных лучей, является мнимым изображением пузырька.

Если наблюдение ведется строго по вертикали, то кажущаяся глубина $\text{h}$ (глубина, на которой видно изображение) связана с реальной глубиной $\text{H}$ (глубиной, на которой находится пузырек) следующим соотношением:

$h = \frac{H}{n}$

где $\text{n}$ — показатель преломления воды относительно воздуха. Так как показатель преломления воздуха $n_{возд}$ принимается равным 1, то $n = n_в$.

Показатель преломления воды $n_в \approx 1,33$, то есть $n_в > 1$. Из этого следует, что кажущаяся глубина $\text{h}$ меньше реальной глубины $\text{H}$:

$h = \frac{H}{1,33} < H$

Таким образом, наблюдатель увидит изображение пузырька на меньшей глубине, чем он находится на самом деле. Изображение будет располагаться на той же вертикальной линии, что и сам пузырек, но ближе к поверхности воды.

Ответ: Изображение пузырька будет находиться на той же вертикали, что и сам пузырек, но на меньшей глубине, то есть будет казаться расположенным ближе к поверхности воды.