Номер 666, страница 121 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

(э)

Для экспериментального определения, какая среда — вода или стекло — является оптически более плотной, необходимо сравнить их абсолютные показатели преломления. Оптически более плотной считается среда, у которой показатель преломления больше.

Решение

Цель эксперимента — сравнить углы преломления светового луча при его переходе из воздуха в воду и из воздуха в стекло, сохраняя угол падения постоянным, и на основе этого сделать вывод об оптической плотности сред.

Порядок выполнения работы:

1. Поместите плоскопараллельную стеклянную пластинку на лист бумаги. Направьте на неё луч от лазерной указки под некоторым углом падения $\alpha$ (например, $\alpha = 45^\circ$) к нормали (перпендикуляру) к её поверхности.

2. Отметьте на бумаге точки входа и выхода луча, а также направления падающего и вышедшего лучей. Убрав пластинку, соедините точки входа и выхода — это будет ход луча внутри стекла. С помощью транспортира измерьте угол преломления $\gamma_{стекла}$ между нормалью и преломленным лучом.

3. Теперь проведите аналогичный эксперимент с водой. Направьте луч лазерной указки на поверхность воды в прозрачном стакане под точно таким же углом падения $\alpha = 45^\circ$. Чтобы сделать луч видимым в воде, можно добавить в нее каплю молока.

4. Измерьте с помощью транспортира угол преломления луча в воде $\gamma_{воды}$.

Анализ результатов и вывод:

Закон преломления света (закон Снеллиуса) для перехода луча из воздуха ($n_{возд} \approx 1$) в среду с показателем преломления $\text{n}$ имеет вид: $\sin \alpha = n \cdot \sin \gamma$. Отсюда $n = \frac{\sin \alpha}{\sin \gamma}$.

При одинаковом угле падения $\alpha$, показатель преломления $\text{n}$ обратно пропорционален синусу угла преломления $\gamma$. Это означает, что чем меньше угол преломления, тем больше показатель преломления среды, и тем она оптически плотнее.

В результате измерений будет установлено, что угол преломления в стекле меньше, чем угол преломления в воде: $\gamma_{стекла} < \gamma_{воды}$.

Из этого следует, что показатель преломления стекла больше показателя преломления воды: $n_{стекла} > n_{воды}$.

Таким образом, стекло является оптически более плотной средой по сравнению с водой.

Ответ: Оптически более плотной средой является стекло.