Найти угол преломления луча, направленного из воздуха в вещество с показателем преломления 1.63, если угол отражения равен 40 градусов

N=1.63     α=40°    β=?
===
n=sinα/sinβ
sinβ=sinα/n=sin40/1.63=0.39
β=arcsin0.39≈23°

Добрый день! Для того чтобы ответить на ваш вопрос, нужно рассмотреть некоторые основные понятия.

Воздушный конденсатор - это электрическая система, состоящая из двух проводящих пластин, разделенных диэлектриком, в данном случае - воздухом. Обкладки конденсатора являются его двумя проводящими пластинами, между которыми может находиться диэлектрик (воздух или фосфорная пластинка).

Разность потенциалов (также называемая напряжением) в конденсаторе определяется формулой:
U = Q / C,
где U - напряжение, Q - заряд на обкладках конденсатора, C - емкость конденсатора.

Первоначально конденсатор был заряжен до напряжения 200 В. Значит, в начальный момент времени разность потенциалов между обкладками конденсатора составляла 200 В.

Затем фосфорная пластинка была помещена между обкладками. Фосфор могут рассматривать как диэлектрик, величина диэлектрической проницаемости которого равна 5 (ε=5).

При наличии диэлектрика емкость конденсатора увеличивается. Емкость конденсатора с диэлектриком может быть рассчитана по формуле:
C' = ε * C,
где C' - новая емкость конденсатора, ε - коэффициент диэлектрической проницаемости, C - исходная емкость конденсатора.

Если мы знаем, что разность потенциалов между обкладками конденсатора после размещения фосфорной пластинки составляет U', то можно рассчитать новое напряжение по-новой формуле:
U' = Q / C',
где U' - новое напряжение, Q - заряд на обкладках конденсатора, C' - новая емкость конденсатора.

Теперь давайте соберем все вместе и рассчитаем новое напряжение. В начальный момент времени значение заряда на обкладках конденсатора равно Q, а исходная емкость конденсатора равна C. Тогда, используя первую формулу, мы можем записать следующее:
200 = Q / C.

После размещения фосфорной пластинки новая емкость конденсатора составляет C' = ε * C = 5 * C. И новое напряжение мы можем записать в виде:
U' = Q / C'.

Мы знаем, что заряд на обкладках конденсатора сохраняется в процессе перемещения диэлектрика, поэтому Q остается неизменным. Таким образом, мы можем записать следующее уравнение:
200 = Q / (5 * C).

Отсюда можно выразить Q и подставить его в уравнение для нового напряжения:
Q = 200 * 5 * C.

Тогда новое напряжение можно выразить следующим образом:
U' = Q / (5 * C') = (200 * 5 * C) / (5 * C * 5) = 200 / 5 = 40 В.

Таким образом, разность потенциалов в воздушном конденсаторе после размещения фосфорной пластинки составит 40 В.

Надеюсь, что мой ответ был понятен. Если у вас возникли еще вопросы, пожалуйста, задавайте!

Для решения этой задачи, нам потребуется знание первого закона термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, совершенной над газом внешними силами и количеством полученной газом теплоты.

Перейдем к анализу цикла изображенного на рисунке. На рисунке видно, что газ проходит через следующие состояния:

1) Из состояния 1 в состояние 2:
Здесь не указана работа и теплота, поэтому мы не можем использовать эту часть цикла для решения задачи.

2) Из состояния 2 в состояние 3:
Здесь указана работа a23 = 5 кДж, которую совершают внешние силы при переходе газа из состояния 2 в состояние 3.

3) Из состояния 3 в состояние 1:
Здесь не указана работа и теплота, но мы знаем, что цикл является замкнутым, поэтому работа, совершенная внешними силами при этом переходе, должна быть равна противоположной работе, совершенной внешними силами при переходе из состояния 1 в состояние 2.

Теперь мы можем использовать первый закон термодинамики, чтобы найти количество полученной газом теплоты за цикл. Формула будет выглядеть следующим образом:

Q_цкл = W_a23 + W_a31,

где Q_цкл - количество теплоты, полученное газом за цикл,
W_a23 - работа, совершенная внешними силами при переходе газа из состояния 2 в состояние 3,
W_a31 - работа, совершенная внешними силами при переходе газа из состояния 3 в состояние 1.

Мы уже знаем, что W_a23 = 5 кДж. Теперь нам нужно найти W_a31.

Работа, совершенная внешними силами при переходе газа из состояния 3 в состояние 1, равна противоположной работе (W_a23) и она также равна изменению внутренней энергии газа при этом переходе.

Теперь нам нужно доказать, что изменение внутренней энергии газа при переходе из состояния 3 в состояние 1 равно W_a23.

Одноатомный идеальный газ подчиняется уравнению состояния, известному как уравнение Пуассона:

U = (3/2)nRT,

где U - внутренняя энергия газа,
n - количество вещества газа (в молях),
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура газа.

Учитывая, что газ остается одним и тем же веществом во всех состояниях цикла, мы можем полагать, что nR является постоянным значением. Таким образом, изменение внутренней энергии газа при переходе из состояния 3 в состояние 1 равно разности внутренних энергий в этих состояниях:

ΔU = U_1 - U_3 = (3/2)nRT_1 - (3/2)nRT_3 = (3/2)nR(T_1 - T_3),

где ΔU - изменение внутренней энергии,
T_1 и T_3 - температуры газа в состояниях 1 и 3 соответственно.

Изнутри изображения на рисунке, мы видим, что температура газа в состоянии 3 выше, чем в состоянии 1 (T_3 > T_1), следовательно, ΔU > 0. Это означает, что изменение внутренней энергии газа при переходе из состояния 3 в состояние 1 положительное и равно W_a23:

ΔU = W_a23.

Теперь мы знаем, что W_a31 = -W_a23 = -5 кДж (работа теплообмена с газом).

Возвращаясь к изначальной формуле:

Q_цкл = W_a23 + W_a31 = 5 кДж + (-5 кДж) = 0.

Таким образом, количество теплоты, которое газ получает за цикл от нагревателя, равно нулю.