Задание 14 ЕГЭ по физике: Точечный источник света находится B ёмкости с жидкостью и… | Global EE
№2. Задание 14
ID: 00003719
Точечный источник света находится B ёмкости с жидкостью и опускается вертикально вниз от поверхности жидкости. При этом на поверхности жидкости возникает пятно, образованное лучами света, выходящими из жидкости в воздух. Глубина погружения источника (расстояние от поверхности жидкости до источника света), измеренная через равные промежутки времени, а также соответствующий радиус светлого пятна представлены в таблице. Погрешность измерения глубины погружения и радиуса пятна составила 1 м.
Выберите все верные утверждения на основании данных, приведённых в таблице.
1) Показатель преломления жидкости больше 1,5.
2) Образование пятна на поверхности обусловлено интерференцией света в жидкости.
3) Предельный угол полного внутреннего отражения равен 45°.
4) Граница пятна движется с ускорением.
5) Образование пятна на поверхности обусловлено явлением полного внутреннего отражения.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
источник света в жидкости, R/h = 20/20 = 1 (из таблицы), n_{\text{возд}} = 1
Найти:
верные утверждения
Решение:
Светлое пятно образуется там, где свет ещё выходит из жидкости. При угле падения, равном предельному \alpha_0, начинается полное внутреннее отражение — утверждение 5 верно. Найдём предельный угол. Из геометрии: \tan\alpha_0 = \frac{R}{h} = \frac{20\ \text{см}}{20\ \text{см}} = 1 \implies \alpha_0 = 45° Утверждение 3 верно. Найдём показатель преломления из закона Снеллиуса на предельном угле (\theta_2 = 90°): n_ж \sin\alpha_0 = n_{\text{возд}} \sin 90° \implies n_ж = \frac{1}{\sin 45°} = \frac{1}{\tfrac{\sqrt{2}}{2}} = \sqrt{2} \approx 1{,}41 Показатель преломления 1,41 < 1,5 — утверждение 1 неверно. Из таблицы радиус увеличивается на одно и то же значение за каждый одинаковый промежуток времени — граница пятна движется равномерно, не с ускорением — утверждение 4 неверно. Интерференция к образованию пятна не причастна — утверждение 2 неверно. Верные утверждения: 3 и 5.
