Physik

Lichtbrechungsprobleme


Lichtgeschwindigkeit

1. In einem Experiment passiert Licht eine Glasplatte mit einer Geschwindigkeit von . Wissen, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist, wie hoch ist der Brechungsindex von Glas?

Der Brechungsindex in einem Medium ist definiert als der Quotient zwischen der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und der Lichtgeschwindigkeit im betreffenden Medium, dh:

Für den Brechungsindex wird keine Einheit verwendet, da hier zwei gleiche Einheiten (Geschwindigkeit) aufgeführt sind.

2. Die Abbildung zeigt einen monochromatischen Lichtstrahl, der sich in der Luft in einem Winkel von 30 ° zur Oberfläche ausbreitet. Wenn der Radius auf das andere Medium fällt, beträgt der beobachtete Brechungswinkel 60 °.

Aus diesen Informationen berechnen:

(a) Der Brechungsindex von Licht im zweiten Medium.

(b) Die Lichtgeschwindigkeit in diesem Medium.

(a) Um den Brechungsindex der Umgebung zu berechnen, wenden Sie einfach das Snell-Gesetz an:

Da die Winkel und der Brechungsindex des einfallenden Mediums bekannt sind, isolieren Sie einfach, was das Problem erfordert:

(b) Die Geschwindigkeit des gebrochenen Lichts wird berechnet, indem der Brechungsindex definiert wird:

Wobei c =:

Dioptrien

1. Ein Fischer entdeckt einen Fisch in einem See in einer scheinbaren Entfernung von 0,5 m von der Oberfläche. In Anbetracht der Brechungsindizes von Luft (n = 1) und Wasser (n = 1,33), wie groß sollte der tatsächliche Abstand zwischen der Wasseroberfläche und dem Fisch sein?

Aus der Beschreibung des Systems geht das Problem auf Sehstörungen ein, die auf Licht zurückzuführen sind, das zwei Mittel mit unterschiedlichen Brechungsindizes passiert:

Wir können den tatsächlichen Abstand zum Fisch mit dem Verhältnis berechnen:

Wobei h = 0,5 m:

Betrachtet man die Figur, so kann man schließen, dass x = H - h = 0,165 m ist.


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