ID: 00017725
На столе стоит сосуд с зеркальным дном и матовыми стенками. На дно пустого сосуда падает луч света 1. На стенке $CD$ сосуда при этом можно наблюдать «зайчик» — блик отражённого луча (см. рисунок). В сосуд наливают некоторое количество воды.
Как при этом изменяются следующие физические величины: угол падения луча на дно, высота точки нахождения «зайчика», расстояние от точки отражения луча от дна сосуда до стенки $CD$? Отражением луча от поверхности жидкости пренебречь.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Угол падения луча на дно
Б) Высота точки нахождения «зайчика»
В) Расстояние от точки отражения луча от дна до стенки $CD$
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
1) Увеличится
2) Уменьшится
3) Не изменится
Источник: ФИПИ
Пока воды нет, луч идёт по прямой до зеркального дна и, отразившись, попадает на стенку $CD$. Как только наливают воду, луч на входе в воду преломляется: вода оптически плотнее воздуха, поэтому луч «прижимается» к вертикали (нормали к поверхности) — идёт круче вниз. Это и меняет всю картину.
Угол падения на дно отсчитывают от вертикали (нормали к горизонтальному дну). После преломления в воде луч стал круче — ближе к вертикали, значит этот угол стал меньше. Ответ — 2 (уменьшится).
Луч теперь падает на дно ближе и круче; отражённый луч тоже идёт круче. Выходя из воды через поверхность, он снова преломляется и отклоняется. В итоге точка отражения смещается ближе к стенке $CD$, а сам блик поднимается по стенке выше, чем был. Высота «зайчика» увеличивается — ответ 1.
Так как преломлённый луч идёт круче, он достигает дна, пройдя по горизонтали меньше, и точка его отражения от дна уходит дальше от исходной — расстояние от этой точки до стенки $CD$ увеличивается — ответ 1.