Zadanie: Matura CKE Maj 2023 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Promień światła monochromatycznego biegnie w powietrzu i pada na brzeg szklanego krążka w punkcie $A$. Kąt padania w punkcie $A$ jest równy $\alpha$, a kąt załamania tego promienia jest równy $\beta$. Część promienia, która wniknęła do szkła w punkcie $A$, pada dalej na brzeg krążka w punkcie $D$. Na rysunku 1. (poniżej) oraz na rysunku 2. (na stronie 23) przedstawiono bieg promienia tylko do punktu $D$, przy czym pominięto część promienia odbitą w punkcie $A$. Kreskami przerywanymi oznaczono odcinki pomocnicze. Punkt $O$ jest środkiem krążka.[img1] Pytanie 1: Część promienia $AD$, która pada na brzeg krążka od strony szkła w punkcie $D$, odbija się z powrotem do szkła, a część tego promienia załamuje się i biegnie dalej w powietrzu. Kąty: padania, załamania i odbicia promienia $AD$ w punkcie $D$, oznaczymy – odpowiednio – jako: $\gamma_{pad}$, $\gamma_{zał}$, $\gamma_{odb}$.

Rysunek 1.
[img1]

Narysuj na rysunku 1. dalszy bieg promienia załamanego i odbitego w punkcie $D$. Oznacz łukami i podpisz w odpowiednich miejscach kąty: $\gamma_{zał}$, $\gamma_{odb}$, a następnie określ relacje między miarami odpowiednich kątów – wpisz w każde wykropkowane miejsce odpowiedni znak wybrany spośród: >, =,

[odp_graficzna1]

$\gamma_{pad}$ [wybor1] $\gamma_{odb} \qquad \gamma_{pad}$ [wybor2] $\gamma_{zał} \qquad \gamma_{zał}$ [wybor3] $\alpha$ Pytanie 2: Na rysunku 2. odcinek $AC$ jest geometrycznym przedłużeniem promienia padającego na krążek. Długości odcinków oznaczonych na rysunku 2. wynoszą (w zaokrągleniu):
$$|AB| \approx 9{,}0 	ext{ cm} \quad |AC| \approx 4{,}5 	ext{ cm} \quad |AD| \approx 7{,}7 	ext{ cm} \quad |BC| \approx 7{,}8 	ext{ cm} \quad |BD| \approx 4{,}8 	ext{ cm}$$
Przyjmij, że wartość prędkości światła w powietrzu jest równa wartości prędkości światła w próżni.

Oblicz wartość prędkości światła w szkle, z którego jest wykonany krążek. Zapisz obliczenia. Wykorzystaj niektóre z podanych długości odcinków. Wynik podaj zaokrąglony do dwóch cyfr znaczących.
Rysunek 2.

[img1]
[odp_otwarta1]

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Odpowiedź 1: $\gamma_{pad} = \gamma_{odb} \quad \gamma_{pad} < \gamma_{za	ext{ł}} \quad \gamma_{za	ext{ł}} = \alpha$ Odpowiedź 2: $v \approx 1{,}8 \cdot 10^8 	ext{ } \dfrac{	ext{m}}{	ext{s}}$

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?