1. В точке S (рис. 1) перед плоским зеркалом расположена маленькая статуэтка. Ее изображение в зеркале находится в точке: 1) A: 2) B. 3) C. 4) D. 2. Луч света преломляется на границе раздела двух призм из сапфира и алмаза, прижатых друг к другу (рис. 2). Какая среда является оптически более плотной? В какой среде скорость света больше? Аргументируйте ответы.

1. Отражение в плоском зеркале

Когда объект расположен перед плоским зеркалом, его изображение формируется так, будто объект находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком он находится перед ним. Линия, соединяющая объект и его изображение, перпендикулярна зеркалу.

В данном случае, точка S — это объект. Изображение в плоском зеркале будет симметрично относительно зеркала. Смотря на Рис. 1, мы видим, что точка S находится на 3 клетки от верхнего края зеркала и 1 клетку слева от центральной вертикальной линии. Следовательно, ее изображение должно быть на 3 клетки от верхнего края зеркала и на 1 клетку справа от центральной вертикальной линии. Это соответствует точке B.

Ответ: 2) B

2. Преломление света в призмах

Оптическая плотность:

На рисунке 2 видно, что луч света, идущий из сапфира в алмаз, преломляется от нормали (перпендикуляра к границе раздела сред). Это происходит, когда свет переходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную.

Следовательно, алмаз является оптически более плотной средой, чем сапфир.

Скорость света:

Скорость света в среде обратно пропорциональна оптической плотности этой среды. Чем оптически плотнее среда, тем меньше скорость света в ней.

Так как алмаз оптически более плотный, то в сапфире скорость света будет больше.

Аргументация:

1. Оптическая плотность определяется показателем преломления. Чем выше показатель преломления, тем оптически плотнее среда. Когда свет переходит из оптически более плотной среды в менее плотную, он преломляется от нормали. На рисунке видно, что луч, идя из сапфира (верхняя среда) в алмаз (нижняя среда), отклоняется от нормали, что указывает на то, что сапфир менее плотный, а алмаз более плотный.

2. Скорость света в среде связана с показателем преломления (n) соотношением: v = c/n, где c — скорость света в вакууме. Следовательно, чем больше показатель преломления (n), тем меньше скорость света (v). Поскольку алмаз имеет больший показатель преломления, чем сапфир, скорость света в алмазе меньше, а в сапфире — больше.