Задание 13 ЕГЭ по физике №00015644
Законы Преломления
№2. Задание 13
ID: 00015644
Точечный источник света находится в ёмкости с жидкостью и опускается вертикально вниз от поверхности жидкости. При этом на поверхности жидкости возникает пятно, в пределах которого лучи света от источника выходят 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. Чему равен показатель преломления жидкости?
Ответ дайте с точностью до сотых.

Источник: ФИПИ
Решение
Идея
Свет выходит наружу только под углами, меньшими предельного угла полного внутреннего отражения $\alpha_{пр}$, где $\sin\alpha_{пр}=\dfrac{1}{n}$. Поэтому светлое пятно — это круг, край которого образован лучами, идущими ровно под углом $\alpha_{пр}$. Радиус пятна $r$ и глубина $h$ связаны: $\dfrac{r}{h}=\mathrm{tg}\,\alpha_{пр}$.
Что в таблице
Пары «глубина $h$ — радиус $r$» (см): $10\!-\!12,\ 20\!-\!24,\ 30\!-\!36,\ 40\!-\!48,\ 50\!-\!60,\ 60\!-\!72,\ 70\!-\!84$. Отношение постоянно: $\dfrac{r}{h}=1{,}2$.
Решение
$\mathrm{tg}\,\alpha_{пр}=1{,}2$. Тогда
$$\sin\alpha_{пр}=\dfrac{\mathrm{tg}\,\alpha_{пр}}{\sqrt{1+\mathrm{tg}^2\alpha_{пр}}}=\dfrac{1{,}2}{\sqrt{1+1{,}44}}=\dfrac{1{,}2}{\sqrt{2{,}44}}\approx0{,}768.$$
$$n=\dfrac{1}{\sin\alpha_{пр}}=\dfrac{1}{0{,}768}\approx1{,}30.$$
Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Законы Преломления» (8)
- Задание 13 №00016695 — Синус предельного угла полного внутреннего отражения на границе вода–воздух…
- Задание 13 №00015661 — В некотором спектральном диапазоне угол преломления лучей на границе воздух —…
- Задание 13 №00015649 — На рисунке изображено преломление светового пучка на границе воздух — стекло.…
- Задание 13 №00015645 — На рисунке показан ход луча света через прозрачную призму, находящуюся в…
- Задание 13 №00015607 — На плоскопараллельную стеклянную пластинку и стеклянную призму падает луч…
- Задание 13 №00015030 — Луч света от лазерной указки падает из воздуха на поверхность воды бассейна под…
- Задание 13 №00015029 — Луч света падает на плоскую границу раздела двух сред, проходя из среды 1 в…
- Задание 13 №00015028 — Свет идёт из вещества с показателем преломления n в вакуум. Предельный угол…