Геометрическая… — Задание 14 ЕГЭ по физике №00047545

Лучи нарисованы на круглом транспортире. Граница двух сред — горизонталь (деления $0$ и $180$), нормаль к границе — вертикаль (деления $90$ сверху и $270$ снизу). Число на шкале у конца луча показывает только направление луча. А углы падения, отражения и преломления в оптике всегда отсчитывают от нормали. Разберём лучи по очереди.

Падающий луч (утверждение 1). Луч 1 приходит со стороны деления $30$, верхняя нормаль — деление $90$. Угол падения — угол между лучом и нормалью:

$$\alpha=90^\circ-30^\circ=60^\circ.$$

Утверждение 1 верно.

Отражённый луч (утверждение 2). Он уходит к делению $150$. От нормали это $150^\circ-90^\circ=60^\circ$: угол отражения равен углу падения, как и требует закон отражения. Число $150$ — отметка шкалы, а не угол отражения. Утверждение 2 неверно.

Угол между отражённым и преломлённым лучами (утверждение 3). Оба луча выходят из одной точки, их направления на шкале — $150$ и $240$. Угол между ними — разность отметок:

$$240^\circ-150^\circ=90^\circ.$$

Утверждение 3 верно.

Преломлённый луч. Он идёт к делению $240$, нижняя нормаль — деление $270$, поэтому угол преломления $\gamma=270^\circ-240^\circ=30^\circ$. Заодно проверим утверждение 3 вторым способом: отражённый луч отклонён от верхней нормали на $60^\circ$, преломлённый — от нижней на $30^\circ$, а верхняя и нижняя нормали образуют развёрнутый угол, поэтому между лучами $180^\circ-60^\circ-30^\circ=90^\circ$ — совпало.

Показатели преломления (утверждение 4). Закон преломления: $n_1\sin\alpha=n_2\sin\gamma$. Отсюда

$$\dfrac{n_2}{n_1}=\dfrac{\sin60^\circ}{\sin30^\circ}=\dfrac{0{,}87}{0{,}5}\approx1{,}7.$$

Отношение больше единицы, значит, $n_1\lt n_2$: вторая среда оптически плотнее, поэтому преломлённый луч и прижался к нормали. Утверждение 4 верно.

Скорость света (утверждение 5). В среде с показателем преломления $n$ свет идёт со скоростью $v=\dfrac{c}{n}$: чем больше показатель, тем медленнее свет. У среды 1 показатель меньше, значит, скорость света в ней больше, а не меньше. Утверждение 5 неверно.

Верны утверждения 1, 3 и 4, записываем цифры по возрастанию: 134.