Геометрическая… — Задание 15 ЕГЭ по физике №00017727
Геометрическая Оптика
№2. Задание 15
ID: 00017727
Луч света падает из воздуха на плоскопараллельную стеклянную пластинку (см. рисунок). Пластинка расположена горизонтально, луч приходит сверху слева. Выходя из пластинки, луч смещается параллельно самому себе на расстояние $h$.
Пластинку поворачивают по часовой стрелке на угол $5^\circ$ (луч-источник остаётся прежним). Определите, как в результате этого изменятся угол преломления луча при переходе из воздуха в стекло и величина смещения луча $h$.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источник: ФИПИ
Решение
Идея
Сам падающий луч не трогаем — он приходит сверху слева. Поворачиваем пластинку, а вместе с ней её нормаль. Значит изменится угол падения (между неподвижным лучом и повернувшейся нормалью), а за ним по закону преломления и угол преломления, и смещение.
Шаг 1. Угол падения
Луч приходит слева сверху, нормаль к верхней грани сначала вертикальна. Поворот пластинки по часовой стрелке наклоняет верхний конец нормали вправо — то есть в сторону от источника, который слева. Значит угол между лучом и нормалью растёт: угол падения увеличивается.
Шаг 2. Угол преломления
По закону преломления $\sin\gamma=\dfrac{\sin\alpha}{n}$, где $\alpha$ — угол падения, $\gamma$ — угол преломления, $n$ — показатель преломления стекла (постоянный). Раз $\alpha$ вырос, то и $\sin\gamma$ вырос, значит угол преломления $\gamma$ увеличивается (1).
Шаг 3. Смещение луча
Для плоскопараллельной пластинки смещение $h=d\,\dfrac{\sin(\alpha-\gamma)}{\cos\gamma}$, где $d$ — толщина. С ростом угла падения эта величина растёт (чем «косее» падает луч, тем сильнее его уводит вбок). Значит смещение $h$ тоже увеличивается (1).
Подвох: важно сообразить, что поворот именно увеличивает угол падения (нормаль уходит от источника). Дальше всё растёт следом.
Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Геометрическая Оптика» (8)
- Задание 15 №00026071 — Пучок монохроматического света переходит из воздуха в воду. Частота световой…
- Задание 15 №00026069 — Пучок монохроматического света переходит из воды в воздух. Скорость света в…
- Задание 15 №00026067 — Пучок монохроматического света переходит из воздуха в воду. Частота световой…
- Задание 15 №00026056 — Спираль лампочки расположена вблизи главной оптической оси тонкой рассеивающей…
- Задание 15 №00026034 — Луч света выходит из стекла в воздух (см. рисунок). Что происходит при этом…
- Задание 15 №00026032 — Пучок монохроматического света переходит из стекла в воздух. Длина волны света…
- Задание 15 №00026026 — Ученик провёл опыт по преломлению света, представленный на фотографии. Как…
- Задание 15 №00026013 — Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы…