Задание №4 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для выполнения задания проанализируем физические явления, изображённые на рисунке, и применим законы геометрической оптики.

1) На рисунке мы видим, что световые лучи переходят из воздуха в воду и из воздуха в стекло. При переходе из одной прозрачной среды в другую направление распространения света изменяется. Это явление называется преломлением. Следовательно, на границе сред лучи (А) преломляются (пункт 4).

2) Сравним оптические плотности сред. Оптическая плотность среды характеризуется показателем преломления $n$. Согласно закону Снеллиуса: $n_1 \cdot \sin(\alpha) = n_2 \cdot \sin(\beta)$, где $\alpha$ — угол падения, $\beta$ — угол преломления. Если луч переходит из среды с меньшей плотностью в среду с большей плотностью ($n_2 > n_1$), то угол преломления становится меньше угла падения ($\beta < \alpha$), и луч прижимается к перпендикуляру. На обоих рисунках мы видим, что лучи отклоняются к перпендикуляру. Поскольку воздух имеет минимальную оптическую плотность ($n \approx 1$), оптическая плотность воды (Б) больше оптической плотности воздуха (пункт 5).

3) Сравним воду и стекло. На рисунке видно, что при одинаковом угле падения луч в стекле отклоняется от первоначального направления сильнее, чем в воде (угол преломления в стекле меньше, чем в воде). Это означает, что стекло является оптически более плотной средой, чем вода. Таким образом, оптическая плотность воды (В) меньше оптической плотности стекла (пункт 6).

4) Согласно закону преломления, отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред: $\frac{\sin(\alpha)}{\sin(\beta)} = \frac{n_2}{n_1}$. Из этой зависимости следует, что при уменьшении угла падения $\alpha$ значение $\sin(\alpha)$ уменьшается, а значит, должен уменьшиться и $\sin(\beta)$. Следовательно, углы преломления (Г) уменьшаются (пункт 2).

Таким образом, получаем последовательность цифр: 4 (А), 5 (Б), 6 (В), 2 (Г).

Ответ: 4562

Источник: ФИПИ