Какова глубина водоема, если вода уменьшает скорость распространения света в 1,33 раза по сравнению с вакуумом? Сколько
Какова глубина водоема, если вода уменьшает скорость распространения света в 1,33 раза по сравнению с вакуумом? Сколько времени занимает лучу света, чтобы достичь дна, отразиться и вернуться обратно, если это занимает 3,7⋅10−8 секунды?
07.12.2023 17:28
Инструкция: Скорость света в различных средах зависит от их оптической плотности. Оптическая плотность - это отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде (в данном случае, в воде). В задаче сказано, что скорость распространения света в воде уменьшается в 1,33 раза по сравнению с вакуумом. Это значит, что оптическая плотность воды равна 1,33.
Для решения данной задачи, можно использовать формулу:
n = c/v,
где n - оптическая плотность среды, c - скорость света в вакууме (~ 3 * 10^8 м/с), v - скорость света в среде.
Для определения глубины водоема, можем воспользоваться вторым законом Ньютона для света, согласно которому временем преломления луча в среде и обратного отражения является двукратное временем преодоления пути в среде:
t = 2*d/v,
где t - данное время (3,7 * 10^(-8) с), d - искомая глубина водоема.
Подставив известные значения и решив уравнение, находим:
d = (t * v) / 2,
d = (3,7 * 10^(-8) с * c * n) / 2.
Вычисляя данное выражение, мы найдем глубину водоема.
Демонстрация:
Задача: Вода уменьшает скорость света в 1,33 раза по сравнению с вакуумом. Сколько времени занимает лучу света, чтобы достичь дна, отразиться и вернуться обратно, если это занимает 3,7⋅10^−8 секунды?
Решение:
Используя формулу d = (3,7 * 10^(-8) * c * 1,33) / 2,
где c - скорость света в вакууме (~ 3 * 10^8 м/с), найдем значение глубины водоема.
d = (3,7 * 10^(-8) * 3 * 10^8 м/с * 1,33) / 2 = 7,381 м.
Совет: Чтобы лучше понять оптику и рассмотреть задачи на скорость света, полезно изучить основные определения, формулы и законы световой оптики. Также полезно проводить эксперименты и наблюдать явления, связанные с преломлением и отражением света.
Задача на проверку: Какова глубина водоема, если оптическая плотность воды равна 1,5, а время, затраченное на преодоление расстояния в среде и обратный путь, составляет 4,5*10^(-8) секунды? Воспользуйтесь формулой, которую мы только что обсудили, и решите задачу.