Физика и астрономия · 10 клас · урок 1 от 4

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.

Работен лист за печат

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.

  1. 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.

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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.

  8. 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).

  9. 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.

  10. 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.

  11. 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.

  12. 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.

  13. 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.

  14. 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.

  15. 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.