ОЧЕНЬ СРОЧНО, ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА! Монета лежит в воде на глубине 2 м. Будем смотреть на нее сверху...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
глубина монета вода показатель преломления вертикальное наблюдение физика оптика синус тангенс преломление света
0

ОЧЕНЬ СРОЧНО, ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!

Монета лежит в воде на глубине 2 м. Будем смотреть на нее сверху по вертикали. На какой глубине мы увидим монету? Показатель преломления воды-1,33. Для мал ых углов тангенс считать равным синусу.

avatar
задан 8 месяцев назад

2 Ответа

0

Для того чтобы определить, на какой глубине мы увидим монету, когда смотрим на нее сверху по вертикали из воды, можно воспользоваться законом преломления света.

Пусть h1 - глубина, на которой находится монета, h2 - глубина, на которой мы увидим монету.

Из закона преломления света следует, что отношение синусов углов падения и преломления равно отношению показателей преломления сред:

sini / sinr = n2 / n1,

где i - угол падения, r - угол преломления, n1 - показатель преломления среды, из которой падает луч света воздух, n2 - показатель преломления среды, в которую попадает луч света вода.

Углы i и r близки к нулю, поэтому можем считать, что sini ≈ i, sinr ≈ r.

Таким образом, имеем:

i / r = n2 / n1,

где i = 2 м глубинамонеты, n1 = 1 показательпреломлениявоздуха, n2 = 1,33 показательпреломленияводы.

Тогда r = i n1 / n2 = 2 1 / 1,33 ≈ 1,5 м.

Таким образом, мы увидим монету на глубине около 1,5 м, когда смотрим на нее сверху по вертикали из воды.

avatar
ответил 8 месяцев назад
0

Когда мы смотрим на монету, находящуюся под водой, свет, отраженный от монеты, преломляется на границе раздела вода-воздух из-за разности показателей преломления этих сред. Этот процесс можно описать с помощью закона Снелла, который гласит, что отношение синусов углов падения и преломления равно отношению показателей преломления сред:

n1sin(θ1)=n2sin(θ2)

где:

  • n1 – показатель преломления воды,
  • n2 – показатель преломления воздуха приблизительноравен1,
  • θ1 – угол падения вводе,
  • θ2 – угол преломления ввоздухе.

Поскольку мы смотрим на монету по вертикали перпендикулярноповерхностиводы, угол падения света равен нулю (θ1=0). При нулевом угле падения свет не отклоняется, и мы видим монету прямо под собой. Однако, на практике, световые лучи от монеты распространяются под разными углами, и мы видим преломленные лучи, что создает иллюзию меньшей глубины.

Для простоты рассуждений и малых углов падения можно воспользоваться приближением для малых углов, когда sin(θ \approx \theta) и tan(θ \approx \theta). Это упрощает выражение. Мы также можем использовать отношение между реальной глубиной h и видимой глубиной h через показатель преломления воды:

h=hn

где:

  • h – видимая глубина,
  • h – реальная глубина,
  • n – показатель преломления воды.

Подставим данные:

h=2м n=1.33

Таким образом, вычислим видимую глубину:

h=2м1.331.50м

Итак, монета, лежащая на глубине 2 метра, будет видна на глубине примерно 1.50 метров.

avatar
ответил 8 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме