ГлавнаяЕГЭ ФизикаЗадание 15Оптика

Задание 15 ЕГЭ, физика: Оптика

ЕГЭ ФизикаЗадание 153.6.2 Законы отражения света3.6.4 Законы преломления света. Преломление света

На поверхность плоского зеркала, перпендикулярного оси OY, падает луч света под углом α. Отражаясь от зеркала, луч попадает на поверхность плоскопараллельной стеклянной пластины толщиной d (см. рис.).

Не изменяя угол падения луча на поверхность зеркала, пластину заменяют на другую пластину, показатель преломления которой больше, а толщина прежняя. Как в результате этого изменятся угол преломления луча при входе в пластину и расстояние вдоль оси OY между точками входа луча в пластину и выхода из нее?

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

 

1.  Увеличится.

2.  Уменьшится.

3.  Не изменится.

 

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.



Угол преломления луча при входе в пластинуРасстояние вдоль оси OY между точками входа луча в пластину и выхода из нее
  
В подтеме 24 задач
Разбор
Главная идея: Увеличение показателя преломления уменьшает угол преломления по закону Снеллиуса, что сокращает как угол отклонения луча, так и продольное смещение через пластину.

Шаг 1: Понимаем геометрию отражения. Луч падает на зеркало под углом α к нормали. По закону отражения угол отражения также равен α. Отразившийся луч затем попадает на пластину под тем же углом α (так как зеркало перпендикулярно оси OY, геометрия не меняется).

Шаг 2: Применяем закон преломления Снеллиуса. На границе воздух–пластина: sin⁡αsin⁡β=n1\frac{\sin \alpha}{\sin \beta} = \frac{n}{1}

где β\beta — угол преломления в пластине, nn — показатель преломления пластины.

Отсюда: sin⁡β=sin⁡αn\sin \beta = \frac{\sin \alpha}{n}

Шаг 3: Анализируем изменение угла преломления. Если показатель преломления новой пластины n2>n1n_2 > n_1, то: sin⁡β2=sin⁡αn2<sin⁡αn1=sin⁡β1\sin \beta_2 = \frac{\sin \alpha}{n_2} < \frac{\sin \alpha}{n_1} = \sin \beta_1

Синус угла уменьшается, значит сам угол β\beta уменьшается. Ответ: 2 (уменьшится).

Шаг 4: Находим расстояние вдоль OY. Диагональный путь луча в пластине толщиной dd (перпендикулярное расстояние) даёт смещение вдоль оси OY: h=d⋅tan⁡βh = d \cdot \tan \beta

При увеличении nn угол β\beta уменьшается, следовательно tan⁡β\tan \beta уменьшается. Ответ: 2 (уменьшится).

Типичные ошибки

  • Забыть, что угол падения на пластину остаётся неизменным (определяется отражением от зеркала)
  • Путать закон преломления: дробь должна быть перевёрнута при переходе к синусам углов
  • Не учесть, что расстояние вдоль OY зависит от тангенса угла преломления, а не просто от самого угла
Непонятно?

Похожие задачи