Question

. На расстоянии 1,5 м от поверхности воды в воздухе находится точечный источник света. На каком расстоянии от поверхности воды получится изображение этого источника для наблюдателя, находящегося в воде?

Answer 1

H=1,5 м
n=1,33 (показатель преломления света воздух-вода)
-----------------------------------------------------------------------------
H-?

Решение:
H=h/n=1,5/1,33≈1,1 м

Ответ:1,1 м

Answer 2

Для определения расстояния, на котором будет видно изображение точечного источника света в воде, можно использовать законы геометрии и оптики. Для этого мы можем воспользоваться законом преломления света (законом Снеллиуса) и применить его дважды - первый раз для перехода из воздуха в воду, а второй раз для перехода из воды в воздух.

Предположим, что расстояние от точечного источника света до поверхности воды равно d, а расстояние от изображения этого источника до поверхности воды равно d'. Угол падения света на границу воздуха и воды обозначим как θ1, а угол преломления внутри воды обозначим как θ2.

Сначала используем закон Снеллиуса для перехода из воздуха в воду: n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)

где n1 - показатель преломления воздуха (приближенно равен 1), n2 - показатель преломления воды (приближенно равен 1,33).

sin(θ1) = sin(0) = 0 (поскольку источник света находится в воздухе и лучи идут перпендикулярно границе).

Теперь мы можем найти sin(θ2): sin(θ2) = 0 / 1,33 = 0

Так как sin(θ2) = 0, то θ2 = 0 градусов. Это означает, что лучи света внутри воды будут идти параллельно поверхности воды.

Теперь мы можем использовать закон Снеллиуса для перехода из воды в воздух: n2 * sin(θ2) = n1 * sin(θ3)

где n1 - показатель преломления воздуха (приближенно равен 1), n2 - показатель преломления воды (приближенно равен 1,33), θ3 - угол между лучом света в воде и лучом света в воздухе.

sin(θ2) = 0, sin(θ3) = sin(0) = 0

Таким образом, мы получаем, что sin(θ2) = sin(θ3), и следовательно, θ3 = 0 градусов.

Теперь, когда мы знаем, что лучи света в воде будут идти параллельно поверхности воды и не будут преломляться, можно сделать вывод, что изображение источника света будет находиться на таком же расстоянии d от поверхности воды, как и сам источник света.

Итак, изображение источника света для наблюдателя, находящегося в воде, будет также на расстоянии 1,5 метра от поверхности воды.