profile
Аноним
Физика

Определите длину волны света в стекле, если в вакууме длина волны равна 0,5 мкм. Свет падает из вакуума на стекло под

Ответ или решение2

Даниил Кондратьев
Закон Снеллиуса:

sin a / sin b = n2 / n1 = v1 / v2,

где a — угол падения луча,

b — угол преломления,

n1 — показатель преломления первой среды

n2 — показатель преломления второй среды.

v1, v2 — скорости света в первой среде и второй среде.

Подставляем значения:

sin 60⁰ / sin 30⁰ = с / vc,

где с и vc — скорости света в вакууме и стекле.

vc * sin 60⁰ = с * sin 30⁰;

vc = c* (1/ 2) / (√3 / 2) = c / √3.

Частота света f при переходе не меняется:

f = с / λ,

где λ — длина волны в вакууме.

Длина волны в стекле:

λс = v2 / f = (с / √3) / (с / λ) = λ / √3 = 0,5 мкм / √3 = 0,29 мкм.

Ответ: 0,29 мкм.
Сазонова Тамара

Определение длины волны света в стекле по известным углам преломления можно разбить на два этапа: 1) определение показателя преломления стекла; 2) нахождение длины волны света.

Определение показателя преломления

Показатель преломления стекла можно найти, используя его зависимость от углов падения и преломления, которая задается законом Снелиуса:

nв * sin a = nc sin b.

Обозначения в формуле:

  • nв — абсолютный показатель преломления в вакууме;
  • nс — абсолютный показатель преломления света в стекле;
  • a — угол падения;
  • b — угол преломления.

Учитывая, что nв = 1 находим абсолютный показатель преломления стекла:

nc = sin a / sin b.

Определение длины волны

От показателя преломления nс зависит скорость распространения световой волны:

uc = c / nс, где с – скорость света в вакууме, uc — скорость распространения света в стекле. 

Подставляем выражение для показателя преломления в стекле:

uc = c / (sin a / sin b) = (c * sin b) / sin a.

Частота v при переходе из одной среды в другую сохраняется. Если она в вакууме для волны с длиной λ равна v = c / λ, то такой же и останется при переходе в другую среду.

Находим длину волны в стекле:

λс = uc / v.

Подставляем выражения для скорости света в стекле uc  и частоты v:

λс = ((c * sin b) / sin a) / (c / λ) =

= ((c * sin b) / sin a) / (c / λ) = (λ * sin b) / sin a  =

= 0,5 мкм * (1/2) / (√3 / 2) = 0,5 мкм / √3 = 0,5 мкм / 1,732 = 0,289 мкм.

Ответ: Длина волны в стекле λс = 0,289 мкм (2,89 * 10-7 м).