Световой луч распространяется в среде с показателем преломления n = 1,7. Если известно, что в среде он прошёл путь на Δ L = 15 см меньше, чем в вакууме, то время распространения луча t равно
Выберите один ответ?
1,5 нс
2,5 нс
1,2 нс
0,7 нс

14 Мар в 19:40
77 +1
0
Ответы
1

Чтобы найти время распространения света в среде с показателем преломления ( n = 1.7 ), начнем с определения скорости света в этой среде.

Скорость света в вакууме ( c ) равна примерно ( 3 \times 10^8 ) м/с. Скорость света в среде с показателем преломления ( n ) рассчитывается по формуле:

[
v = \frac{c}{n}
]

Подставим значение ( n = 1.7 ):

[
v = \frac{3 \times 10^8 \, \text{м/с}}{1.7} \approx 1.765 \times 10^8 \, \text{м/с}
]

Теперь найдем путь, который свет прошёл в вакууме. Если расстояние, пройденное в среде, на ( \Delta L = 15 \, \text{см} = 0.15 \, \text{м} ) меньше, чем в вакууме, то путь в вакууме ( L{вакуум} ) будет равен ( L{среда} + \Delta L ).

Пусть ( L_{среда} = x ) и тогда:

[
L_{вакуум} = x + 0.15
]

Теперь времени распространения света в среде и в вакууме можно выразить следующим образом:

[
t{среда} = \frac{x}{v} \quad \text{и} \quad t{вакуум} = \frac{x + 0.15}{c}
]

Время, которое прошло в среде, будет:
[
t = t_{среда} = \frac{x}{\frac{c}{n}} = \frac{nx}{c}
]

Подставим ( c = 3 \times 10^8 \, \text{м/с} ) и ( n = 1.7 ):

Для того чтобы найти время ( t ), нам также нужно определить, какое значение имеет ( x ). Мы знаем, что ( x = L_{вакуум} - 0.15 \, \text{м} ). Подставляем это значение в формулу для расчета времени, но сначала нам нужно выразить ( x ).

Однако, мы можем воспользоваться более простой формулой, поскольку если свет проходит ( \Delta L = 15 \, \text{см} ):

[
t = \frac{\Delta L}{v}
]

Для этого мы подставим значение:

[
t = \frac{0.15}{1.765 \times 10^8} \approx 8.48 \times 10^{-10} \, \text{с}
]

Чтобы перевести в наносекунды:

[
t \approx 0.848 \, \text{нс}
]

Это время не совпадает с предложенными вариантами, давайте также пересчитаем время, подходя по-другому.

Сначала сформулируем правильную формулу с учетом ( \Delta L ) как расстояния. Время должно быть иным:

[
t = \frac{L - \Delta L}{v}
]

[
= \frac{(L_{вакуум} - 0.15)}{v} \approx
]

[
= \frac{L - 0.15}{1.765 \times 10^8}
]

Как проще найти: ( \frac{\Delta L}{c/n} = \frac{0.15}{3 \times 10^8 / 1.7} \rightarrow = \frac{0.15 \times 1.7}{3} \approx 0.0847 \text{ нс})

Учитывая, следует правильно отчитывать ( n ) и чтобы выбрать "ближайшее" значение.

Также варианты вопросов не достаточно точны, и минимально, однако правильный ответ

Окончательный ответ - 0.7 нс.

14 Мар в 19:42
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир