Question

СРОЧНО! Помогите решить задачу по физике.Свет падает из вакуума в некоторую жидкость. Известно, что глубина сосуда с жидкостью h=80 метров. Более того, датчики показывают, что время, за которое луч света пролетел через толщу жидкости (путь 1-2) составляет t=5*10^-7секунд. Сам же путь 1-2 (s) составляет s=100 метров. Найти угол падения луча «альфа». Определить жидкость, в которую попал луч света.​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

cos(β)=h/S; sin(β)=√(1-(h/S)²)=√(1-(80/100)²)=0,6

v=s/t = 100/(5*10^-7)=20*10^7 м/с=2*10^8 м/с

n = c/v = 3*10^8/2*10^8 = 1,5

жидкостью может быть бензол, м-Ксилол, Трихлорметан (хлороформ). у них показатель преломления наиболее близок к 1,5

n=sin(α)/sin(β)

sin(α)=n*sin(β)=1,5*0,6=0,9

α = 64,15806724 ⁰

Answer 2

Для решения этой задачи, нам потребуется использовать законы оптики и закон Снелла. Закон Снелла описывает изменение направления луча света при переходе из одной среды в другую. Угол падения (угол между лучом света и нормалью к поверхности раздела сред) и угол преломления связаны следующим образом:

n₁ * sin(α) = n₂ * sin(β),

где: n₁ - показатель преломления первой среды (вакуума), n₂ - показатель преломления второй среды (жидкости), α - угол падения, β - угол преломления.

Для нашей задачи нам известны следующие данные:

• h = 80 метров (глубина сосуда с жидкостью),
• t = 5 * 10^(-7) секунд (время, за которое луч света пролетел через жидкость),
• s = 100 метров (путь луча света внутри жидкости).

Сначала найдем скорость света внутри жидкости. Скорость света в разных средах связана с их показателями преломления следующим образом:

n = c / v,

где: n - показатель преломления, c - скорость света в вакууме (приближенно равна 3 * 10^8 м/с), v - скорость света в данной среде.

Поскольку луч света проходит путь s внутри жидкости за время t, то можно выразить скорость света внутри жидкости как:

v = s / t = 100 м / (5 * 10^(-7) с) = 2 * 10^8 м/с.

Теперь мы можем найти показатель преломления второй среды (жидкости) с использованием скорости света в ней:

n₂ = c / v = (3 * 10^8 м/с) / (2 * 10^8 м/с) = 1.5.

Теперь у нас есть показатель преломления второй среды (n₂) и глубина сосуда с жидкостью (h). Мы можем использовать закон Снелла для нахождения угла падения (α):

n₁ * sin(α) = n₂ * sin(β).

Так как луч света падает из вакуума (n₁ = 1), у нас есть:

sin(α) = n₂ * sin(β) = 1.5 * sin(β).

Теперь мы можем найти sin(β) и затем угол преломления β:

sin(β) = sin(α) / 1.5.

Теперь нам нужно найти угол α, который является углом падения. Для этого используем обратный синус (арксинус):

α = arcsin(sin(α)).

Теперь мы можем рассчитать α:

α = arcsin(sin(α) / 1.5).

Вычислим α:

α = arcsin(sin(α) / 1.5) ≈ arcsin(0.6667 / 1.5) ≈ arcsin(0.4444).

Подсчитав арксинус, получим:

α ≈ 26.78 градусов.

Таким образом, угол падения луча света (α) составляет примерно 26.78 градусов. Чтобы определить жидкость, в которую попал луч света, нам нужно знать показатель преломления этой жидкости. Если вы можете предоставить эту информацию, то мы сможем определить, о какой жидкости идет речь.