Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Объясните это явление, исходя из известных физических законов и

Условие

Если зимой в мороз открыть форточку на улицу, то контуры наружных предметов — домов, деревьев, людей — при наблюдении из комнаты кажутся колеблющимися и искажаются. Объясните это явление, исходя из известных физических законов и закономерностей, и оцените, насколько отличаются показатели преломления n воздуха на улице при температуре около −20 °C и воздуха, выходящего из форточки при температуре +20 °C. Известно, что показатель преломления газа при нормальных условиях отличается от единицы на малую величину, пропорциональную концентрации молекул газа. В частности, для воздуха при 0 °C разность n - 1 ≈ 3 · 10⁻⁴. Давление в комнате и на улице считайте приблизительно одинаковым. Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ, и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и закономерностей. | 3 | Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.)И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет.И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2 | Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 | Максимальный балл | 3 |

Формат задания

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

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Теплый и холодный воздух имеет разные показатели преломления. Дрожание контуров наружных предметов связано с явлением преломления света на нестабильной границе холодного уличного воздуха и потока теплого воздуха, выходящего из комнаты. Поскольку углы падения света на границу холодного и теплого воздуха меняются, то, согласно закону преломления света, меняются и углы преломления, и изображения предметов искажаются и дрожат.2. Добавка к единице в показателе преломления газа пропорциональна концентрации N молекул газа, которая в силу уравнения Клапейрона-Менделеева равна N=p/kT,N=p/kT, где p — давление, практически одинаковое для воздуха снаружи и в потоке из форточки, k — постоянная Больцмана, T — абсолютная температура, различающаяся в потоке газа и на улице.3. Таким образом, n1=A/T,n - 1=A/T, где A — некоторый коэффициент пропорциональности, который можно определить, зная из условия значение этой разности при 0 °C: n01=A/273K310встепени(4),n_0 - 1=A/273K\approx3 \cdot 10 в степени ( - 4 ) , так что A273310встепени(4)K=81910встепени(4)KA\approx 273 \cdot 3 \cdot 10 в степени ( - 4 ) K=819 \cdot 10 в степени ( - 4 ) K

Осталось ещё 1 шаг

  1. Шаг 2

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

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

Объясните это явление, исходя из известных физических законов и — решение с объяснением | Lom Ai