Номер 446, страница 136 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

446. Над аквалангистом, погрузившимся на небольшую глубину, пролетает чайка на высоте $h = 3,0$ м от поверхности воды. Определите кажущуюся аквалангисту высоту полета птицы. Абсолютный показатель преломления воды $n = \frac{4}{3}$.

Дано:

Действительная высота полета чайки, $h = 3,0$ м

Абсолютный показатель преломления воды, $n = \frac{4}{3}$

Показатель преломления воздуха, $n_{возд} \approx 1$

Найти:

Кажущаяся высота полета птицы, $h'$ - ?

Решение:

Когда наблюдатель находится в оптически более плотной среде (в воде) и смотрит на объект, находящийся в оптически менее плотной среде (в воздухе), объект кажется расположенным дальше, чем он есть на самом деле. Это явление обусловлено преломлением света на границе раздела двух сред.

Для лучей, идущих от объекта (чайки) и попадающих в глаз наблюдателя (аквалангиста) под малым углом к нормали (вертикали), связь между действительной высотой $h$ и кажущейся высотой $h'$ определяется соотношением:

$h' = n \cdot h$

где $n$ — показатель преломления воды относительно воздуха. Так как показатель преломления воздуха близок к единице, мы используем абсолютный показатель преломления воды.

Произведем вычисления, подставив известные значения в формулу:

$h' = \frac{4}{3} \cdot 3,0 \text{ м} = 4 \cdot 1,0 \text{ м} = 4,0 \text{ м}$

Таким образом, аквалангисту будет казаться, что чайка находится на высоте 4,0 м над поверхностью воды.

Ответ: кажущаяся аквалангисту высота полета птицы равна 4,0 м.