Показател на пречупване
Светлината се движи най-бързо във вакуум, с около 3·108 m/s, а във всяка прозрачна среда по-бавно. Абсолютният показател на пречупване показва колко пъти скоростта на светлината във вакуум е по-голяма от скоростта ѝ в средата: n = c/v. Той винаги е по-голям или равен на 1. Средата с по-голям показател се нарича оптически по-плътна. Относителният показател на пречупване на втора среда спрямо първа е n21 = n2/n1.
Какво да запомним
- n = c/v; за вакуум n = 1, за въздух около 1.
- Вода: около 1,33; стъкло: около 1,5; диамант: 2,42.
- Относителен показател: n21 = n2/n1 = v1/v2.
- При влизане в среда честотата се запазва, а дължината на вълната намалява n пъти: λ = λ0/n.
Пример
Във вода светлината се движи със скорост v = c/n = 3·108/1,33 ≈ 2,26·108 m/s.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Как се определя абсолютният показател на пречупване на дадена среда?
- n = v/c
- n = c·v
- n = λ/c
- n = c/v
Отговор: n = c/v
Показателят показва колко пъти скоростта на светлината в средата е по-малка от тази във вакуум.
Колко е приблизително показателят на пречупване на водата?
- 1,33
- 1,0
- 2,42
- 1,5
Отговор: 1,33
За водата n ≈ 1,33, за стъклото около 1,5, за диаманта около 2,42.
С каква скорост се движи светлината в диамант (n = 2,42)?
- ≈ 7,3·108 m/s
- 3·108 m/s
- ≈ 1,24·108 m/s
- ≈ 1,5·108 m/s
Отговор: ≈ 1,24·108 m/s
v = c/n = 3·108/2,42 ≈ 1,24·108 m/s.
Какъв е относителният показател на пречупване на стъкло (n = 1,5) спрямо вода (n = 1,33)?
- ≈ 1,13
- ≈ 0,89
- ≈ 2,0
- ≈ 0,17
Отговор: ≈ 1,13
n21 = n2/n1 = 1,5/1,33 ≈ 1,13.
Светлина с дължина на вълната 600 nm във вакуум влиза в стъкло с n = 1,5. Каква е дължината на вълната в стъклото?
- 900 nm
- 400 nm
- 600 nm
- 450 nm
Отговор: 400 nm
Честотата се запазва, а λ = λ0/n = 600/1,5 = 400 nm.
Каква е скоростта на светлината във вакуум?
- 3·105 m/s
- 3·108 m/s
- 340 m/s
- 3·106 m/s
Отговор: 3·108 m/s
Във вакуум c ≈ 3·108 m/s, т.е. около 300 000 km/s.
Коя от изброените среди е оптически най-плътна?
- Въздух
- Вода
- Стъкло
- Диамант
Отговор: Диамант
Оптически по-плътна е средата с по-голям показател на пречупване; диамантът има n ≈ 2,42.
Каква е най-малката възможна стойност на абсолютния показател на пречупване на прозрачна среда?
- 0
- 1
- 1,33
- 0,5
Отговор: 1
n = c/v, а светлината в среда не е по-бърза от c, затова n ≥ 1 (за вакуума n = 1).
Светлината изминава 3 m във вакуум. Колко изминава за същото време в стъкло (n = 1,5)?
- 4,5 m
- 1,5 m
- 2 m
- 3 m
Отговор: 2 m
В стъклото v = c/1,5, затова за същото време пътят е 3 m / 1,5 = 2 m.
Лъч изминава 2 cm в стъкло (n = 1,5). Колко е оптичният му път?
- 3 cm
- 1,33 cm
- 2 cm
- 1,5 cm
Отговор: 3 cm
Оптичният път е n·l = 1,5 · 2 cm = 3 cm, т.е. колкото би изминала светлината във вакуум за същото време.
Коя среда е оптически по-плътна: водата или стъклото?
- Стъклото
- Водата
- Еднакви са
- Зависи от цвета
Отговор: Стъклото
Стъклото има n ≈ 1,5, а водата n ≈ 1,33.
Около колко е показателят на пречупване на обикновеното стъкло?
- 1,0
- 1,5
- 2,42
- 0,75
Отговор: 1,5
За стъкло n е около 1,5.
Скоростта на светлината в дадена течност е 2,4·108 m/s. Колко е показателят на пречупване?
- 0,8
- 1,5
- 1,25
- 7,2
Отговор: 1,25
n = c/v = 3·108/2,4·108 = 1,25.
Относителният показател на среда 2 спрямо среда 1 е 1,2, а n1 = 1,25. Колко е n2?
- 1,04
- 0,96
- 2,45
- 1,5
Отговор: 1,5
n21 = n2/n1, затова n2 = 1,2·1,25 = 1,5.
За колко време светлината преминава през стъклена пластина с дебелина 3 cm (n = 1,5)?
- 1,5·10−10 s
- 10−10 s
- 6,7·10−11 s
- 4,5·10−10 s
Отговор: 1,5·10−10 s
v = c/n = 2·108 m/s, t = 0,03/2·108 = 1,5·10−10 s.