Na szklaną płytkę równoległościenną o współczynniku załamania...- Zadanie 31.9: Fizyka 3. Zakres rozszerzony

Rozwiązanie

Dane:

$n_{sz} = 1, 5$

$d = 8 cm = 0, 08 m$

Szukane:

$t = ?$

Rozwiązanie:

Wiemy, że światło w powietrzu porusza się z szybkością:

$c = 3 \cdot 10^{8} \frac{m}{s}$

Współczynnik załamania światła dla powietrza wynosi:

$n_{p} = 1$

Oznaczmy szybkość w szkle przez $v$ . Wówczas zgodnie z prawem Snella otrzymujemy, że szybkość światła w szkle spełnia równanie:

$\frac{c}{v} = \frac{n _{sz}}{n _{p}}$

$\frac{v}{c} = \frac{n _{p}}{n _{sz}} ∣ \cdot c$

$v = \frac{n _{p}}{n _{sz}} \cdot c$

Światło pada na płytkę prostopadle, czyli nie załamuje się w niej, przechodzi przez nią. Oznacza to, że droga przebyta w tej płytce przez światło wynosi $d$ .

Wówczas ze wzoru na drogę w ruchu jednostajnym otrzymujemy, że czas przejścia promienia świetlnego przez płytkę wynosi:

$t = \frac{d}{v}$

$t = \frac{d}{\frac{n _{p}}{n _{sz}} \cdot c}$

Podstawiamy dane liczbowe do wzoru:

$t = \frac{0 , 08 m}{\frac{1}{1 , 5} \cdot 3 \cdot 10 ^{8} \frac{m}{s}} = \frac{8 \cdot 10 ^{- 2} m}{\frac{2}{3} \cdot 3 \cdot 10 ^{8} \frac{m}{s}} = \frac{8 \cdot 10 ^{- 2} m}{2 \cdot 10 ^{8} \frac{m}{s}} =$