Задание №10 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения данной задачи воспользуемся законом преломления света (законом Снеллиуса) и определением абсолютного показателя преломления среды.

1. Закон преломления света: При переходе светового луча из одной прозрачной среды в другую отношение синуса угла падения $\alpha$ к синусу угла преломления $\beta$ равно отношению скоростей света в этих средах и обратно пропорционально отношению их показателей преломления:
$\frac{\sin \alpha}{\sin \beta} = \frac{v_1}{v_2} = \frac{n_2}{n_1}$,
где $v$ — скорость света в среде, а $n$ — абсолютный показатель преломления среды.

2. Связь угла и скорости: Из формулы видно, что чем больше угол, который луч образует с нормалью (перпендикуляром) к границе раздела сред в данной среде, тем больше скорость света в этой среде. И наоборот: в среде, где луч сильнее прижимается к нормали (угол меньше), скорость света меньше.

3. Анализ рисунка: Мысленно проведём перпендикуляры к границам раздела пластинок в точках падения луча. Сравним углы, которые луч образует с этими перпендикулярами в каждой пластинке:
- В пластинке 1 угол наклона луча к вертикали (нормали) самый большой.
- При переходе из пластинки 1 в пластинку 2 луч преломляется и «прижимается» к нормали (угол уменьшается). Это значит, что скорость света во второй пластинке меньше, чем в первой ($v_2 < v_1$).
- При переходе из 2 в 3 и из 3 в 4 мы видим, что луч продолжает отклоняться так, что угол с нормалью становится всё меньше и меньше. Следовательно, скорость света в каждой последующей пластинке уменьшается ($v_1 > v_2 > v_3 > v_4$).

4. Вывод: Так как в пластинке 1 угол между лучом и нормалью к поверхности раздела является наибольшим, то и скорость распространения света в этой пластинке будет максимальной.

Ответ: 1

Источник: ФИПИ