Присоединиться

11 класс·высокий уровень

На горизонтальном столе закреплен однородный прозрачный шар радиусом R

Условие

Рисунок к задаче

На горизонтальном столе закреплен однородный прозрачный шар радиусом R = 5 см, изготовленный из вещества с показателем преломления n=2n= \sqrt{2} На шар направлен тонкий луч света от лазерной указки, идущий параллельно столу. В исходном положении луч проходит через центр O шара. Указку начинают поступательно перемещать вдоль стола с постоянной скоростью V = 5 см/c так, что она движется в направлении, перпендикулярном лучу (на рисунке показан вид сверху, пунктирной линией обозначена траектория лазерного луча в исходном положении шара).Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости длины L участка лазерного луча, находящегося внутри шара, от времени t, прошедшего с момента начала движения указки. Объясните построение графика, указав явления и закономерности, которые Вы при этом использовали. На осях координат обозначьте физические величины в «особых» точках графика (максимумы, минимумы, разрывы, точки излома графика), если они есть.

Формат задания

Развёрнутый ответ: короткого ответа здесь нет — оценивается само рассуждение. Разбор откроется после входа.

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. К моменту времени t указка сместится из исходного положения на расстояние x=Vt=Rsin⁡φ,x=V t=R \sin \varphi, где φ\varphi — угол падения луча на шар в этот момент (см. рис.). В соответствии с законом преломления света угол преломления альфа может быть найден из уравнения sin⁡φ=nsin⁡альфа\sin \varphi=n \sin альфа [рисунок]

Осталось ещё 4 шага

  1. Внутри однородного шара свет распространяется…

  2. Объединяя записанные уравнения, получим: L…

  3. Поскольку 0 x R, то 0 t V/R или 0 с ⩽ t ⩽…

  4. График зависимости длины L участка лазерного…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «МКТ — квантовая физика, качественная задача»