3. В каком случае (рис. 139) правильно изображён ход луча через полость в стекле, заполненную воздухом и имеющую форму треугольной призмы?

Анализ хода луча в призме:

Луч света, проходящий из одной среды в другую, преломляется. Преломление происходит на границе раздела двух сред. В данном случае луч входит из воздуха в стекло, а затем выходит из стекла обратно в воздух.

Основные законы преломления:

• Луч падает на границу раздела сред.
• Луч преломляется (меняет направление).
• Угол падения и угол преломления отсчитываются от нормали (перпендикуляра) к поверхности в точке падения.
• Из более оптически плотной среды (стекло) в менее оптически плотную (воздух) луч преломляется от нормали.
• Из менее оптически плотной среды (воздух) в более оптически плотную (стекло) луч преломляется к нормали.

Рассмотрим рис. 139:

• Вариант а): Луч входит в призму из воздуха в стекло. Нарисованы две границы: воздух-стекло и стекло-воздух. Луч падает на первую грань под некоторым углом. Нормаль к грани нарисована. Луч преломляется к нормали, что верно для перехода из воздуха в стекло. Далее луч выходит из стекла в воздух. Нормаль к второй грани нарисована. Луч выходит, преломляясь от нормали, что верно для перехода из стекла в воздух. Ход луча выглядит корректно.
• Вариант б): Луч входит в призму из воздуха в стекло. Нормаль нарисована. Луч преломляется от нормали, что неверно для перехода в более плотную среду.
• Вариант в): Аналогично варианту б), луч преломляется от нормали при входе в стекло. Неверно.
• Вариант г): Показан прямой ход луча без преломления, что возможно только при нормальном падении или если среды оптически одинаковы, что здесь не так.

Вывод: Только вариант а) корректно изображает ход луча света, который преломляется в соответствии с законами оптики при переходе из воздуха в стекло и обратно.

Ответ: а)