В школьной лаборатории имеются блоки, имеющие форму параллелепипеда. Масса каждого олока m=1.6 кг, объем V = 1000 см^3. соотношение сторон a : b : c = 1 : 2 : 4. Один блок поставили ребром на сторону ас, а затем на него поставили второй блок. Затем эту конструкцию поставили в сосуд с неизвестной жидкостью. На основание аб. Оказалось, что давление блоков на поверхность стола в первом случае и на дно сосуда во втором случае одинаково. Считать, что вода затекает под блок. 1) Чему равны длины сторон блока? 2) Какое давление оказывали блоки на опору? 3) Чему равна плотность жидкости?
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.
Но мы ж психи, поэтому будем сейчас извращаться. Вот что можно придумать. Если банку страшно сильно раскрутить на какой-нибудь веревке, то газ под действием силы инерции убежит от центра вращения, а в противоположной стороне банки образуется разрежение. Вот я думаю, что если хорошо подобрать угловую скорость, то можно добиться "почтивакуума" в половине банки.
Если вопрос задал учитель, то все же скажите, что нельзя и аргументируйте это так же, как сделал это я в первом абзаце.