Преломление света — тренажёр для 9 класса

Опустите карандаш в стакан с водой. Он покажется сломанным на границе воды и воздуха. Это происходит потому, что свет меняет скорость при переходе из одной среды в другую. В тренажёре задачи построены на простых бытовых ситуациях, чтобы законы оптики перестали быть абстракцией.

🚀 Попробовать без регистрации 📝 Задачи с решениями ⚔️ Вызвать на дуэль

Что проверяет эта тема

  • Понимать, что такое показатель преломления.
  • Применять закон преломления (закон Снеллиуса).
  • Определять, когда свет преломляется сильнее.
  • Решать задачи на нахождение углов.

Формулы и правила

Что ищем Формула Обозначения
Закон преломления $sin(α) / sin(β) = n$ α — угол падения, β — угол преломления, n — показатель преломления.
Показатель преломления $n = c / v$ Отношение скорости света в вакууме к скорости в среде.
Оптическая плотность n_вода ≈ 1,33; n_стекло ≈ 1,5 Чем больше n, тем плотнее среда и сильнее преломление.

Разбор задачи по шагам

Задача: Луч света переходит из воздуха в воду. Угол падения 30°. Показатель преломления воды 1,33. Найдите угол преломления (округленно).

Шаг 1. Записываем закон Снеллиуса. sin(30°) / sin(β) = 1,33.

Шаг 2. Вспоминаем значение синуса. sin(30°) = 0,5. Почему: Это табличное значение, его нужно знать наизусть.

Шаг 3. Решаем уравнение. 0,5 / sin(β) = 1,33. sin(β) = 0,5 / 1,33 ≈ 0,376.

Шаг 4. Находим угол. По таблице синусов (или калькулятору) угол β ≈ 22°. Ответ: угол преломления примерно 22°.

Ещё один разбор

Задача. Угол падения $15^\circ$, показатель преломления $1.87$. Угол преломления (°)?

1
Закон преломления: $\frac{\sin\alpha}{\sin\beta} = n$.
$\alpha = 15^\circ$, $n = 1.87$
2
Вычисляем.
$\beta \approx 7.96^\circ$

Ответ: 7.96

Типичные ошибки

Ошибка: Путают угол падения и угол преломления
Почему: Не понимают, от чего отсчитывать
Как проверить: Углы всегда отсчитываются от перпендикуляра (нормали) к поверхности. Не от самой поверхности!
Ошибка: Забывают про синусы
Почему: Подставляют сами углы (30 / β = 1,33)
Как проверить: В законе Снеллиуса используются только синусы углов. Считайте sin(α), потом ищите sin(β).
Ошибка: Считают, что при переходе в более плотную среду луч отклоняется от нормали
Почему: Путают направление
Как проверить: Если среда плотнее (вода, стекло), луч «прижимается» к нормали. Угол преломления меньше угла падения.

Типы задач в тренажёре

В тренажёре:

  • Переход из воздуха в воду/стекло (сгущение).
  • Переход из стекла в воздух (разряжение).
  • Нахождение показателя преломления.
  • Применение полного внутреннего отражения.

Все ответы с проверкой.

Кому и когда это нужно

Тема изучается в 9 классе (базовый) и в 11 классе (профильный). В ЕГЭ по физике это задание № 15 и № 26.

Родителям: проведите простой эксперимент. Поставьте стакан с водой на монетку. Монетка покажется выше, чем есть на самом деле. Это и есть преломление — свет «ломается» на границе воды и воздуха.

Частые вопросы

Почему в воде все предметы кажутся больше?

Потому что вода преломляет свет сильнее воздуха. Наш глаз воспринимает лучи, идущие от предмета, и достраивает изображение. Из-за преломления предмет кажется ближе и крупнее.

Что такое полное внутреннее отражение?

Это когда свет не выходит из среды, а полностью отражается обратно. Именно на этом принципе работают оптоволоконные кабели для интернета.

Примеры задач

Угол падения $27^\circ$, показатель преломления $1.7$. Угол преломления (°)?
Ответ: 15.49
Угол падения $17^\circ$, показатель преломления $1.36$. Угол преломления (°)?
Ответ: 12.41
Угол падения $40^\circ$, показатель преломления $1.71$. Угол преломления (°)?
Ответ: 22.08

Готовы попробовать свои силы?

В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.

Перейти к задачам

Смежные темы

Формула тонкой линзы Электромагнитные волны Увеличение линзы