Question

Показатели преломления относительно воздуха для воды, стекла и алмаза соответственно равны 1,33;1,5;2,42. В каком из этих веществ скорость света будет наименьшей?
А. В воде
Б. В стекле
В. В алмазе
Г. Во всех трёх веществах одинаковая

Answer 1

Чтобы узнать, в каком из веществ скорость света будет наименьшей, нам необходимо использовать закон преломления света и показатели преломления для каждого вещества.

Закон преломления света гласит, что отношение синуса угла падения (sin(θ₁)) к синусу угла преломления (sin(θ₂)) равно отношению показателей преломления двух сред:

n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂)

Где n₁ и n₂ - показатели преломления первой и второй сред соответственно, θ₁ и θ₂ - углы падения и преломления.

Мы можем использовать этот закон для каждой пары сред из предложенных веществ и воздуха, чтобы найти углы преломления: вода и воздух (θᵥ), стекло и воздух (θₛ) и алмаз и воздух (θₐ).

Для воды и воздуха:
nᵥsin(θᵥ) = 1,33sin(θ₁)

Для стекла и воздуха:
nₛsin(θₛ) = 1,5sin(θ₁)

Для алмаза и воздуха:
nₐsin(θₐ) = 2,42sin(θ₁)

Так как нам интересует скорость света, мы можем использовать соотношение скоростей света в различных средах, которое связано с показателями преломления:

v = c/n

Где v - скорость света в среде, c - скорость света в вакууме, n - показатель преломления среды.

Мы можем применить это соотношение для каждого вещества и найти скорость света в каждой среде: вода (vᵥ), стекло (vₛ) и алмаз (vₐ).

vᵥ = c/1,33
vₛ = c/1,5
vₐ = c/2,42

Теперь сравним эти скорости света, чтобы определить, в каком веществе она будет наименьшей.

Вода (vᵥ):
vᵥ < vₛ
vᵥ < vₐ

Стекло (vₛ):
vₛ > vᵥ
vₛ < vₐ

Алмаз (vₐ):
vₐ > vᵥ
vₐ > vₛ

Таким образом, мы видим, что скорость света будет наименьшей в воде (вариант А). Воде имеет самый высокий показатель преломления среди трех веществ, что влияет на скорость света в этой среде.