Задание № 5213 по физике: Геометрическая оптика

Геометрическая оптикаОдин ответ · сложное

Точечный источник света находится в жидкости с показателем преломления 1,25 на глубине 0,9 м под свободной поверхностью, точно под центром плавающего тонкого непрозрачного круглого диска. Радиус диска минимален, но ни один луч от источника не выходит в воздух. Затем источник поднимают вертикально на 0,3 м, он остаётся в жидкости под центром диска. На сколько можно уменьшить радиус диска, чтобы свет по-прежнему не выходил в воздух? Показатель преломления воздуха равен 1.

  1. A0,225 м
  2. B0,40 м
  3. C0,30 м
  4. D0,24 м
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор

Верный ответ

  • B0,40 м

Разбор

Свет не выходит в воздух, если лучи, выходящие за границу диска, испытывают полное внутреннее отражение. Предельный угол: sin⁡α=1/n=1/1,25=0,8\sin\alpha = 1/n = 1/1{,}25 = 0{,}8, тогда cos⁡α=0,6\cos\alpha = 0{,}6 и tg⁡α=0,8/0,6=4/3\operatorname{tg}\alpha = 0{,}8/0{,}6 = 4/3. Минимальный радиус диска равен R=h tg⁡αR = h\,\operatorname{tg}\alpha. Для глубины 0,9 м: R1=0,9⋅4/3=1,2R_1 = 0{,}9\cdot 4/3 = 1{,}2 м. После подъёма источника глубина равна 0,9−0,3=0,60{,}9 - 0{,}3 = 0{,}6 м, и R2=0,6⋅4/3=0,8R_2 = 0{,}6\cdot 4/3 = 0{,}8 м. Радиус можно уменьшить на R1−R2=0,4R_1 - R_2 = 0{,}4 м. Значение «0,24 м» получается, если ошибочно взять синус вместо тангенса, «0,225 м» — если взять котангенс вместо тангенса, «0,30 м» — это просто высота подъёма источника.

Ошибка в задании

Опишите ошибку в условии, вариантах или разборе. Не больше 1000 знаков.

Похожие задания по теме «Геометрическая оптика»

Все 10 заданий темы

Репетиторы по физике

Тренажёр

Потренируйте тему «Геометрическая оптика»

10 заданий по одному, с ответом и разбором сразу. Без лимита времени.

Свой пробник

Соберите пробник с таймером

Как на ЕНТ: 2 минуты на задание.

Из каких заданий
Сколько заданий