Global EE

Геометрическая… — Задание 15 ЕГЭ по физике №00017727

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

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:

  1. увеличивается
  2. уменьшается
  3. не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Геометрическая Оптика

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

11

Видеоразбор

Другие задания по теме «Геометрическая Оптика» (8)