Стекло имеет показатель преломления √2. при каком угле падения произойдет полное внутреннее отражение луча, если луч переходит из воздуха в стекло? a) ни при каком b) 60∘ c) 30∘ d) 45∘

ответ:  При заданном условии полное внутреннее отражение луча невозможно. ответ А)

Объяснение:   Закон преломления имеет вид  n1*sinQ1 = n2*sinQ2. Здесь:  n1 – показатель преломления среды, из которой свет падает на границу раздела сред;  n2 -  показатель преломления среды, в которую свет проходит после границу раздела сред;  Q1 -  угол падения луча на поверхность раздела сред;  Q2 – угол преломления луча на границе раздела сред.

Что бы произошло полное внутренне отражение необходимо, что бы угол преломления был равен 90 градусов.  При этом величина  n2*sinQ2 = sin90*√ 2 = 1*√2 будет больше единицы. Но если луч света идет из воздуха, для которого n1 = 1,  то величина выражения  n1*sinQ1 не может быть больше 1, поскольку sinQ1 не может быть больше 1. sinQ1 может равняться единице при угле падения луча = 90 градусов. При этом луч будет скользящим по поверхности раздела, и он вообще не преломится. Но, предположим, что угол падения чуть-чуть меньше 90 градусов и преломление луча произойдет, т.е. луч света войдет в стекло. Но, все равно, примем sinQ1 = 1.  При этом записанный выше закон должен обязательно  выполняться. Таким образом, n2*sinQ2 = 1. Отсюда найдем, что угол преломления Q2 = arcsin(1/n2) = arcsin(1/√2) = 45 градусов.  Выше было указано, что для полного внутреннего отражения необходимо, что бы угол преломления был бы 90 градусов, а мы показали, что он не может быть более 45 градусов. Таким образом, если  свет идет из воздуха (из оптически менее плотной среды) в стекло (в оптически более плотную среду) то полное внутреннее отражение невозможно. Оно (полное внутренне отражение) возможно, когда свет идет из стекла в воздух.

История возникновения зеркала началась еще в Бронзовом веке (3500-1200 гг. до н.э.). Вместе с открытием металлической руды научились доводить до блеска куски бронзы и стали и превращать в тонкие пластины. Из-за быстрого окисления и потемнения металл приходилось натирать почти ежедневно. Зеркальная поверхность щита, натертая до блеска мифическому Персею расправиться с Горгоной.

Со временем римляне завезли эти «зеркала» в Германию. Этому есть лингвистическое подтверждение: трансформация латинского слова «spectrum» в немецкое «spiegel» в переводе обозначает «зеркало». Так его началась европейская история и постепенное приобретение современного вида.

Средневековая история зеркала

Благодаря сохранившимся письменам достоверно известно, в каком году, когда и в какой стране изобрели зеркало. Полировать камни и железо перестали только в XIII веке благодаря итальянскому монаху Джону Пекаму. Предшествовало этому открытие в Европе в 1240 году техники выдувания стекла. Спустя 39 лет священнослужитель залил в выдутый стеклянный шар расплавленное олово. Равномерно распределил его по всей поверхности, а после остывания разбил на куски.

В отличие от каменных и металлических аналогов такая поверхность была чище и ярче. Изъянами у оловянного зеркала были не только острые края. Вогнутая поверхность сильно искажала картинку. Этот недостаток убрали только в XVI веке, когда научились делать плоские стеклянные пластины.

Изобретение зеркала по праву приписывается венецианским мастерам, которые первыми додумались разрезать горячий шар пополам и раскатать в плоскость. Затем следовал долгий и опасный для здоровья мастеров процесс нанесения амальгамы. Вместо жидкого олова использовалась фольга, которая покрывалась слоем ртути и накрывалась стеклянной плоскостью. Поверхность была ровной, но мутной и очень вредной.

Объяснение:

1. По усло­вию за­да­чи теп­ло­вых по­терь не было, по­это­му Qотд/Qпол=1

2. Го­ря­чий чай охла­дил­ся на ∆t=100°C-75°C=25°C и отдал ко­ли­че­ство теп­ло­ты |Qотд|=cm1∆t1. Хо­лод­ная вода на­гре­лась на ∆t2=75°C-15°C=60°C и по­лу­чи­ла ко­ли­че­ство теп­ло­ты Qпол=cm2∆t2. Так как эти ко­ли­че­ства теп­ло­ты равны, m1/m2=∆t2/∆t1=60/25=2,4

3. Если к го­ря­че­му чаю до­бав­ле­но две пор­ции хо­лод­ной воды, то чай охла­дил­ся на ∆t1=100°C-t и отдал ко­ли­че­ство теп­ло­ты |Qотд|=cm1∆t1. А хо­лод­ная вода на­гре­лась на ∆t2=t-15°C и по­лу­чи­ла ко­ли­че­ство теп­ло­ты Qпол=2cm2∆t2. Учи­ты­вая, что m1=2,4m2, по­лу­ча­ем: t=2,4*100+2*15/2,4+2=61°C