Сравните скорость света в метиловом спирте и подсолнечном масле.
Дано:
$с = 3 * 10^{8}$ м/с.
Найти:
$\frac{v_{1}}{v_{2}}$ − ?
Решение:
Коэффициент преломления метилового спирта: n = 1,33, подсолнечного масла: n = 1,48.
Показатель преломления среды равен:
$n = \frac{c}{v}$;
$v = \frac{c}{n}$;
$\frac{v_{1}}{v_{2}} = \frac{\frac{c}{n_{1}}}{\frac{c}{n_{2}}} = \frac{n_{2}}{n_{1}}$;
$\frac{v_{1}}{v_{2}} = \frac{1,48}{1,33} = 1,1$.
Ответ: В метиловом спирте больше в 1,1 раза.
Для решения задачи о сравнении скорости света в метиловом спирте и подсолнечном масле необходимо рассмотреть несколько важных физических понятий и законов:
Скорость света в вакууме:
Свет — это электромагнитная волна, скорость которой в вакууме обозначается как $ c $ и составляет примерно $ 3 \cdot 10^8 \, \text{м/с} $. Однако в различных средах свет распространяется с меньшей скоростью.
Показатель преломления:
Скорость света в различных средах зависит от их оптических свойств, которые характеризуются показателем преломления ($ n $). Показатель преломления определяется как отношение скорости света в вакууме ($ c $) к скорости света в данной среде ($ v $):
$$ n = \frac{c}{v} $$
Отсюда можно выразить скорость света в среде:
$$ v = \frac{c}{n} $$
Физический смысл показателя преломления:
Показатель преломления $ n $ всегда больше или равен единице ($ n \geq 1 $). Чем больше $ n $, тем сильнее замедляется свет в данной среде. Для вакуума $ n = 1 $, а для прозрачных веществ $ n > 1 $.
Показатели преломления различных веществ:
Для решения задачи важно знать показатели преломления метилового спирта и подсолнечного масла. Они экспериментально измерены и известны:
Сравнение скоростей света в двух средах:
Из формулы $ v = \frac{c}{n} $ видно, что скорость света обратно пропорциональна показателю преломления. Чем больше показатель преломления, тем меньше скорость света в данной среде. Поэтому для сравнения скоростей света в метиловом спирте и подсолнечном масле достаточно сравнить их показатели преломления.
Заключение:
В среде с меньшим показателем преломления свет распространяется быстрее, а в среде с большим показателем преломления — медленнее.
Основываясь на этих теоретических принципах, можно определить, в какой из двух данных сред свет распространяется быстрее, и сделать соответствующие выводы.
Пожауйста, оцените решение