Вопрос школьника
Определите скорость распространения света жёлтой линии натрия в подсолнечном масле (п = 1,470), если длина волны жёлтого света в вакууме к = 589,3 нм.
Ответ от учителя
Скорость распространения света в среде зависит от показателя преломления этой среды. Показатель преломления среды определяется отношением скорости света в вакууме к скорости света в среде:
n = c/v
где n — показатель преломления, c — скорость света в вакууме, v — скорость света в среде.
Для определения скорости распространения света жёлтой линии натрия в подсолнечном масле необходимо найти показатель преломления этой среды. Для этого воспользуемся формулой:
n = sin(i)/sin(r)
где i — угол падения света на границу раздела сред, r — угол преломления света в среде.
Угол падения света на границу раздела сред равен нулю, так как свет падает перпендикулярно поверхности масла. Таким образом, формула упрощается до:
n = sin(r)
Угол преломления света в среде можно найти с помощью закона преломления Снелла:
n1*sin(i1) = n2*sin(i2)
где n1 и n2 — показатели преломления сред, i1 и i2 — углы падения и преломления соответственно.
В данном случае первая среда — вакуум, поэтому её показатель преломления равен единице. Угол падения света на границу раздела сред равен нулю, поэтому sin(i1) = 0. Угол преломления света в масле можно найти из формулы:
sin(i2) = n1/n2 * sin(i1)
Таким образом, sin(i2) = 0, так как sin(i1) = 0. Значит, угол преломления света в масле также равен нулю.
Из формулы n = sin(r) следует, что показатель преломления среды равен синусу угла преломления. Таким образом, показатель преломления масла равен нулю.
Используя формулу n = c/v, найдём скорость света в масле:
v = c/n = c/0 = бесконечность
Таким образом, скорость распространения света жёлтой линии натрия в подсолнечном масле равна бесконечности. Однако это не означает, что свет в масле распространяется мгновенно. Это означает, что свет в масле не распространяется в виде волны, а распространяется в виде отдельных фотонов, которые перемещаются от молекулы к молекуле.
