Номер 665, страница 121 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Это явление объясняется преломлением света на границе двух сред: воды и воздуха.

1. Когда стакан пуст (наполнен воздухом), свет от пуговицы распространяется прямолинейно. Край стакана преграждает путь световым лучам, идущим от пуговицы к глазу наблюдателя, поэтому пуговица не видна.

2. Когда в стакан наливают воду, лучи света от пуговицы сначала проходят через воду, а затем выходят в воздух, прежде чем попасть в глаз. Вода является оптически более плотной средой, чем воздух. При переходе из оптически более плотной среды (вода) в оптически менее плотную (воздух) световой луч преломляется, то есть изменяет свое направление, отклоняясь от перпендикуляра к поверхности.

Согласно закону преломления света, $n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta$, где $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления первой и второй сред, $\alpha$ — угол падения, а $\beta$ — угол преломления. Так как показатель преломления воды ($n_{воды} \approx 1.33$) больше показателя преломления воздуха ($n_{воздуха} \approx 1$), угол преломления $\beta$ будет больше угла падения $\alpha$.

Из-за этого преломления луч света, выйдя из воды, изгибается и может обогнуть препятствие в виде края стакана. В результате луч, который в пустом стакане проходил бы мимо глаза, после преломления на поверхности воды попадает в глаз наблюдателя. Нашему мозгу кажется, что свет распространялся прямолинейно, поэтому мы видим мнимое изображение пуговицы там, где находится продолжение преломленного луча. Это мнимое изображение расположено выше, чем реальная пуговица. Таким образом, дно стакана как бы "приподнимается", и пуговица становится видимой.

Ответ: Пуговица становится видимой из-за явления преломления света на границе вода-воздух. Лучи света, идущие от пуговицы, преломляются на поверхности воды и изменяют свое направление таким образом, что могут обогнуть край стакана и попасть в глаз наблюдателя. Наблюдателю кажется, что пуговица находится выше (на меньшей глубине), чем на самом деле.