Фізика 9 клас Збірник задач - 2017

СВІТЛОВІ ЯВИЩА

8. Заломлення1 світла

Стекло приводит нас чрез оптику к сему.

Прогнав глубокую неведения тьму!

Преломленных лучей пределы в нем неложны,

Поставлены творцом; другие невозможны.

В благословенной наш и просвещенной век

Чего не мог дойти по оным человек?

Михайло Ломоносов

Приклад розв'язання задачі

У спекотних пустелях іноді спостерігають міраж: удалечині з’являється поверхня водойми. Які фізичні явища зумовлюють такий міраж?

Розв’язання. Повітря в пустелі нагрівається вдень, одержуючи тепло переважно від гарячого піску; тому нижні шари повітря іноді виявляються найтеплішими. Вони мають меншу густину, ніж розташовані над ними шари, а внаслідок цього і менший показник заломлення. Відбите яким-небудь предметом сонячне світло може зазнати в такій атмосфері настільки значного викривлення, що може спричинити повне відбиття від шару теплого повітря біля поверхні землі (див. Малюнок): виникне ілюзія, начебто світло відбивається від дзеркальної поверхні. Цю поверхню і сприймають за поверхню водойми. Аналогічний ефект виникає іноді й на дуже нагрітій сонцем асфальтовій дорозі: водій бачить попереду «калюжі», які відбивають блакитне небо.

Усна розминка

8.1. Які спостереження та досліди наводять на думку про зміну напрямку поширення світла на межі двох середовищ?

8.2. Наведіть приклади заломлення світла у природі й техніці.

8.3. Промінь світла йде з повітря у воду. Який кут більший: кут падіння чи кут заломлення? Чи зміниться відповідь, якщо промінь йде з води в повітря?

8.4. У якому випадку кут заломлення світла менший від кута падіння?

8.5. У якому випадку кут заломлення світла більший від кута падіння?

8.6. За яких умов кут заломлення дорівнює куту падіння?

8.7. Наведіть приклади повного внутрішнього відбиття в природі.

8.8. Де на практиці використовують повне внутрішнє відбиття?

Перший рівень

8.9. Чому чайна ложка, поставлена в чашку з водою, здається вигнутою?

8.10. Промінь світла йде з повітря у воду. Який кут більший: кут падіння чи кут заломлення? Чи зміниться відповідь, якщо промінь іде з води в повітря?

8.11. На рисунку зображено заломлення променя світла на межі поділу двох середовищ. Покажіть на рисунку кути падіння і заломлення. Яке середовище має більший показник заломлення?

8.12. На рисунку зображено заломлення променя світла на межі поділу двох середовищ. Покажіть на рисунку кути падіння та заломлення. У якого середовища показник заломлення більший і чому?

8.13. Світло переходить з повітря у воду. На рисунку показано владний промінь. Накресліть заломлений промінь. Укажіть кути падіння та заломлення.

8.14. Світло переходить з олії в повітря. На- кресліть заломлений промінь. Укажіть кути падіння та заломлення.

8.15. Світловий промінь падає на межу поділу двох середовищ — води й гасу. Показник заломлення гасу більший, ніж води. Укажіть на рисунку, яке із середовищ — вода, а яке — гас.

8.16. На рисунку зображено заломлення променя світла на межі поділу двох середовищ. Яке середовище має більший показник заломлення? Чому?

Другий рівень

8.17. спекотної сонячної погоди здається, що ліс, розташований за свіжозораним полем, тремтить. Чому?

8.18. Фізично обґрунтуйте українське прислів’я «Не спитавши броду, не лізь у воду».

8.19. У творі О. Бєляєва «Людина-амфібія» є слова: «Іхтіандр був без окулярів і тому знизу бачив морську поверхню такою, якою бачать її риби: з-під води вона видавалася йому не плескатою, а конусоподібною, — немовби він лежав на дні величезної вирви».

Яке оптичне явище спостерігав Іхтіандр?

8.20. Якщо поверхня води не цілком спокійна, то здається, що предмети, які лежать на дні, коливаються. Поясніть це явище.

8.21. Чому відбиті у воді зображення предметів здаються менш яскравими (див. Малюнок), ніж самі предмети?

8.22. Кут між відбитим променем і заломленим — 110°. Чому дорівнює сума кутів падіння та заломлення?

8.23. Промінь світла падає на плоску межу поділу двох середовищ. Кут падіння дорівнює 60°, а кут між відбитим променем і заломленим — 100°. Чому дорівнює кут заломлення?

8.24. Покладіть на дно чашки монету, поставте чашку на стіл і подивіться на неї під таким кутом, щоб край чашки закривав монету (рис. а). Не змінюючи положення голови, обережно налийте в чашку воду. Ви побачите, що дно чашки нібито піднялося: монета разом із дном спливла, ставши видимою (рис. б)! Чому це відбулося? Обґрунтуйте свою відповідь за допомогою схематичного рисунка.

8.25. Кут падіння дорівнює 40°, а кут між відбитим променем і заломленим дорівнює 90°. У якому середовищі промінь поширювався спочатку: з більшим чи з меншим показником заломлення?

8.26. На шибку падають два промені, кут між якими 40°. Яким стане кут між променями після того, як вони пройдуть крізь скло?

8.27. Накресліть схематично хід світлових променів у скляних призмах.

Третій рівень

8.28. Будь-яка водойма, дно якої за спокійної та прозорої води можна добре бачити з берега, завжди здається менш глибокою, ніж насправді. Чому?

8.29. Якщо плисти на човні по спокійній прозорій воді озера, то здається, що найглибше місце розташоване під човном. Чому?

8.30. Чому блищать повітряні бульбашки у воді?

8.31. Чому діамант блищить більше, ніж його імітація зі скла тієї самої форми та розміру?

8.32. Водолаз з-під води дивиться на птаха, що ширяє2 біля поверхні води. Птах здаватиметься йому ближче чи далі, ніж він є насправді?

8.33. Змочені ґрунт, папір, дерево, пісок здаються темнішими, ніж сухі. Чому?

8.34. Якщо подивитись уздовж палички, зануреної у воду, паличка здаватиметься зламаною. У який бік? Перевірте своє припущення на досліді та поясніть явище, виконавши схематичний Малюнок, що показує хід променів.

8.35. Ви розглядаєте напис на папері крізь товсту скляну пластинку. Текст здаватиметься вам ближче чи далі, ніж він є насправді? Обґрунтуйте свою відповідь за допомогою схематичного рисунка.

8.36. Явище повного внутрішнього відбиття використовують у сучасній техніці для передавання світлових сигналів тонкими скляними нитками — світловодами (див. Малюнок). Схематично покажіть хід променів світла у світловоді.

_______________________________

1 Явище називають заломленням, а відповідний процес — заломлюванням.

2 Ширяти — повільно кружляти, тримаючись у повітрі на нерухомих крилах.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити