Так как по условию задачи призма правильная, то угол α =60°.
На призму луч света падает под прямым углом, а следовательно, на границе раздела воздух—призма преломление луча не происходит, и луч продолжает распространяться прямолинейно.
Определим, чему равен угол падения луча на границу раздела призма—воздух.
Угол между падающим на границу раздела лучом и гранью призмы — ϕ. Этот угол равен:
ϕ=90−α=90−60=30° .
А значит, угол падения на границу раздела призма—воздух равен 90−ϕ = 90 − 30 = 60°.
Запишем закон преломления света на границе сред призма—воздух:
sin α/sin β = n.
Подставим известные нам значения и рассчитаем с точностью до тысячных показатель преломления воздуха относительно вещества, из которого изготовлена призма:
n = sin α/sin β=sin 60/sin β=√3/2 ⋅ sin β = 0,984.
Тогда показатель преломления вещества, из которого сделана призма, относительно окружающего призму воздуха с точностью до сотых равен:
пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)
запишем первый закон Ньютона:
Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения
в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:
Fa - mg - F = 0
2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):
Fa - mg = 0
пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.
составим систему уравнений:
p(в) g V = F + mg
p'(в) g V = mg
вычитаем из первого уравнения второе
gV (p(в) - p'(в)) = F
F = p(в) g V / 2.
3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):
P V = m R T / M
делим на объем обе части
P = p R T / M => p = P M / R T.
молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль
F = P M g V / 2 R T
F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,
F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН
Дано:
sin β=0,88;
α =60°.
n — ?
Решение.
Так как по условию задачи призма правильная, то угол α =60°.
На призму луч света падает под прямым углом, а следовательно, на границе раздела воздух—призма преломление луча не происходит, и луч продолжает распространяться прямолинейно.
Определим, чему равен угол падения луча на границу раздела призма—воздух.
Угол между падающим на границу раздела лучом и гранью призмы — ϕ. Этот угол равен:
ϕ=90−α=90−60=30° .
А значит, угол падения на границу раздела призма—воздух равен 90−ϕ = 90 − 30 = 60°.
Запишем закон преломления света на границе сред призма—воздух:
sin α/sin β = n.
Подставим известные нам значения и рассчитаем с точностью до тысячных показатель преломления воздуха относительно вещества, из которого изготовлена призма:
n = sin α/sin β=sin 60/sin β=√3/2 ⋅ sin β = 0,984.
Тогда показатель преломления вещества, из которого сделана призма, относительно окружающего призму воздуха с точностью до сотых равен:
n1=1/n=1/0,984=1,02
ответ: 1,02.