а. Каково значение относительного показателя преломления данной среды? б. Что происходит с лучом, когда он переходит

Тема: Относительный показатель преломления и переход луча света между средами.

Разъяснение:
а. Относительный показатель преломления (или просто показатель преломления) - это величина, определяющая изменение скорости распространения света при переходе из одной среды в другую. Математически обозначается буквой n и рассчитывается отношением скорости света в вакууме к скорости света в данной среде.

Формула для расчета показателя преломления выглядит следующим образом: n = c/v, где n - показатель преломления, c - скорость света в вакууме, v - скорость света в среде.

б. При переходе луча света из более плотной среды в менее плотную (например, из воды в воздух), происходит явление, называемое преломлением. Луч света изменяет свое направление, а именно, при входе в менее плотную среду, он отклоняется от нормали - перпендикуляра к поверхности раздела между средами. Угол между падающим лучом и нормалью называется углом падения, а угол между преломленным лучом и нормалью - углом преломления.

Преломление луча света описывается законами преломления, известными как закон Снеллиуса. Этот закон формулируется следующим образом: n₁*sin(θ₁) = n₂*sin(θ₂), где n₁ и n₂ - показатели преломления первой и второй сред соответственно, θ₁ и θ₂ - углы падения и преломления.

Демонстрация:
а. Пусть скорость света в вакууме равна 3 × 10^8 м/с, а в данной среде - 2 × 10^8 м/с. Тогда относительный показатель преломления будет равен:
n = (3 × 10^8) / (2 × 10^8) = 1.5.

б. При переходе луча из стекла (n₁ = 1.5) в воздух (n₂ = 1) с углом падения 30°, по закону Снеллиуса вычисляем угол преломления:
1.5*sin(30°) = 1*sin(θ₂)
θ₂ = arcsin(0.5) ≈ 30°.

Совет: Чтобы лучше понять относительный показатель преломления и переход луча света между средами, можно провести наглядный эксперимент, используя стакан с водой и световой луч (например, лазерный указатель). Попробуйте направить луч света через стенку стакана под разными углами и наблюдайте его изменение при преломлении.

Дополнительное задание: Пусть показатели преломления двух сред равны 1.33 и 1.5 соответственно, а угол падения равен 45°. Пользуясь законом Снеллиуса, определите угол преломления.