Вопрос касается двух призм: одна из них изготовлена из сапфира, а другая - из алмаза, и они плотно прижаты друг к другу. Какова оптическая плотность этих материалов, и в какой из них скорость света будет выше? Пожалуйста, обоснуйте свои ответы.

Физика 11 класс Оптика оптическая плотность сапфир алмаз скорость света преломление света Оптика физика 11 класса Новый

Оптическая плотность материалов определяется через показатель преломления. Показатель преломления (n) показывает, во сколько раз скорость света в вакууме превышает скорость света в данном материале. Чем выше показатель преломления, тем выше оптическая плотность материала.

Для сапфира и алмаза показатели преломления следующие:

• Показатель преломления сапфира (n_sapphire) примерно равен 1.76.
• Показатель преломления алмаза (n_diamond) примерно равен 2.42.

Теперь, чтобы разобраться, в каком из материалов скорость света будет выше, нужно использовать формулу для скорости света в материале:

Скорость света в материале (v) равна:

v = c / n

где c - скорость света в вакууме (примерно 3 * 10^8 м/с), а n - показатель преломления материала.

Теперь рассчитаем скорость света в каждом из материалов:

1. Для сапфира:
• v_sapphire = c / n_sapphire = 3 * 10^8 м/с / 1.76 ≈ 1.70 * 10^8 м/с.
2. Для алмаза:
• v_diamond = c / n_diamond = 3 * 10^8 м/с / 2.42 ≈ 1.24 * 10^8 м/с.

Теперь сравним скорости:

• Скорость света в сапфире примерно 1.70 * 10^8 м/с.
• Скорость света в алмазе примерно 1.24 * 10^8 м/с.

Таким образом, скорость света будет выше в сапфире, так как его показатель преломления меньше, что означает, что оптическая плотность сапфира ниже, чем у алмаза. В заключение, сапфир имеет меньшую оптическую плотность, а значит, скорость света в нем выше, чем в алмазе.