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.
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 (°)?
Ответ: 7.96
Типичные ошибки
Почему: Не понимают, от чего отсчитывать
Как проверить: Углы всегда отсчитываются от перпендикуляра (нормали) к поверхности. Не от самой поверхности!
Почему: Подставляют сами углы (30 / β = 1,33)
Как проверить: В законе Снеллиуса используются только синусы углов. Считайте sin(α), потом ищите sin(β).
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
Готовы попробовать свои силы?
В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.
Перейти к задачам