Какова толщина льда, если скорость распространения света во льду составляет 1,31 раза меньше скорости света в вакууме

Содержание: Определение толщины льда при известной скорости света в нем

Инструкция:

Для нахождения толщины льда, нам понадобится использовать информацию о скорости света в вакууме и в льду, а также время, которое занимает нормальному лучу, чтобы проходить вперед и назад через лед.

Сначала найдем скорость света в льду. Из условия задачи известно, что скорость распространения света в льду составляет 1,31 раза меньше скорости света в вакууме.

Пусть скорость света в вакууме равна "с", тогда скорость света в льду составит 1,31*с.

Далее, учитывая, что луч проходит вперед и назад, время, затраченное на прохождение дистанции в одну сторону, будет равно половине общего времени:

t = (4,3⋅10−9 с) / 2 = 2,15⋅10−9 с

Теперь, используя формулу скорость = расстояние / время, мы можем найти расстояние, которое проходит свет в льду (толщину льда):

1,31*с = 2d / (2,15⋅10−9 с)

2d = (1,31*с) * (2,15⋅10−9 с)

d = (1,31*с) * (2,15⋅10−9 с) / 2

Ответ выразим в дециметрах, поэтому далее поделим полученный результат на 10:

Ответ: толщина льда составляет [(1,31*с) * (2,15⋅10−9 с) / 2] / 10 дециметра

Демонстрация:

Дано: скорость света в вакууме, с = 3*10^8 м/с

Требуется найти толщину льда.

Решение:

1. Найдем скорость света в льду:

Скорость света в льду = 1,31 * (3*10^8 м/с) = 3,93*10^8 м/с

2. Найдем расстояние, которое проходит свет в льду:

d = [(1,31*3*10^8 м/с) * (2,15⋅10−9 с) / 2] / 10 = 1,3335 дециметра

Совет:

Чтобы лучше понять концепцию распространения света в разных средах, вы можете провести небольшой опыт, используя столовую лампу, лед и другие прозрачные предметы. Исследуйте изменение скорости света в разных условиях и рассмотрите, как этот фактор влияет на время, затрачиваемое на прохождение луча сквозь лед.

Задание для закрепления:

Скорость света в вакууме равна 3 * 10^8 м/с. Скорость света в веществе равна 2,5 * 10^8 м/с. Сколько времени требуется свету, чтобы пройти через вещество туда и обратно, если его толщина составляет 6 см? (Ответ в наносекундах)