Вопрос школьника
Вода освещена красным светом, для которого длина волны в воздухе у1 = 0,7 мкм. Какой будет длина волны этого света в воде. Какой цвет увидит человек, открывший глаза под водой?
Ответ от учителя
При переходе света из воздуха в воду происходит изменение скорости света, а следовательно, и изменение длины волны. Это явление называется преломлением света.
Для определения длины волны красного света в воде можно воспользоваться законом преломления Снелла:
n1*sin(α1) = n2*sin(α2),
где n1 и n2 — показатели преломления среды, α1 и α2 — углы падения и преломления соответственно.
Для воздуха показатель преломления равен 1, а для воды — около 1,33. Угол падения и преломления в данной задаче не указаны, но можно предположить, что свет падает на поверхность воды под прямым углом, тогда sin(α1) = 1.
Тогда из закона Снелла получаем:
1*sin(α1) = 1,33*sin(α2),
sin(α2) = sin(α1)/1,33 = 1/1,33 = 0,75.
Для нахождения длины волны в воде можно воспользоваться формулой:
λ2 = λ1/n,
где λ1 и λ2 — длины волн в воздухе и в воде соответственно, n — показатель преломления среды.
Тогда получаем:
λ2 = λ1/n2 = 0,7 мкм/1,33 = 0,526 мкм.
Таким образом, длина волны красного света в воде составляет 0,526 мкм.
Человек, открывший глаза под водой, увидит, что красный свет будет поглощаться в воде, а другие цвета будут преломляться и оставаться видимыми. Поэтому он увидит окружающие объекты в голубых и зеленых тонах. Это связано с тем, что водная среда лучше пропускает коротковолновые цвета, а длинноволновые цвета поглощаются быстрее.
