Как целиться в мишень под водой?
Автор: Как Вы считаете, если человек, стоящий на берегу, точно прицелится из подводного ружья в рыбу, подплывшую к берегу, то попадет ли он в нее?
Читатель: Если вода прозрачная, то почему бы и нет?
Автор: Чтобы разобраться с этим вопросом, решим задачу.
Задача 5.3. Мальчик старается попасть палкой в предмет, находящийся на дне ручья глубиной 40 см. На каком расстоянии от предмета палка попадет в дно ручья, если мальчик, точно нацелившись, двигает палку под углом 45° к поверхности воды?
| h = 40 мм n = 1,33 a = 45° | Решение. Сначала выясним, что увидит мальчик. воткнув палку в дно ручья. Как это не покажется странным, он увидит, что промахнулся: палка войдет в дно дальше, чем расположен предмет (рис. 5.9, а). |
| l = ? |
Кроме того, мальчик увидит, что палка под водой оказалась как бы с изломом. Не верите? Проверьте экспериментально.
Ясно, что реальная палка осталась прямой и воткнулась в дно в точке А под углом 45° к поверхности дна (рис. 5.9, б). Но предмет на самом деле находится ближе к мальчику на расстояние l, чем то место (точка А), в которое воткнулась палка.
а
| 
б
|
Рис. 5.9
Читатель: Почему же мальчик видит предмет не там, где он лежит?
Автор: Рассмотрим луч света, который идет от предмета (из точки В) в глаз мальчика (см. рис. 5.9, б). Человеческий глаз воспринимает этот луч так, как если бы он исходил из точки А. Поэтому мальчику кажется, что предмет находится в точке А, хотя на самом деле предмет находится в точке В. Теперь нам осталось найти расстояние l.
Рассмотрим прямоугольные треугольники АОС и ВОС. Из DАОС АС = htga, из DВОС ВС = htgb. Искомая величина
l = AB – BC = h(tga – tgb). (1)
Согласно закону преломления
. (2)
Подставляя (2) в (1), получим окончательно
l = h(tga – tg 
) =
= 40 см 
Ответ: l = h(tga – tg ) » 15 см.
СТОП! Решите самостоятельно: В14–В16, С7, D1.
Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 1831;