физика
Информатика
Русский язык
Английский язык
Немецкий язык
Французcкий язык
Испанский язык
Физика
Химия
Биология
География
Обществознание
Литература
История
сайты - меню - вход - новости




Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 28 № 10365

Если зимой в мороз открыть форточку на улицу, то контуры наружных предметов — домов, деревьев, людей — при наблюдении из комнаты кажутся колеблющимися и искажаются. Объясните это явление, исходя из известных физических законов и закономерностей, и оцените, насколько отличаются показатели преломления n воздуха на улице при температуре около –20 °С и воздуха, выходящего из форточки при температуре +20 °С. Известно, что показатель преломления газа при нормальных условиях отличается от единицы на малую величину, пропорциональную концентрации молекул газа. В частности, для воздуха при 0 °С разность n – 1 ≈ 3∙10–4. Давление в комнате и на улице считайте приблизительно одинаковым.

Решение.

1. Тёплый и холодный воздух имеет разные показатели преломления. Дрожание контуров наружных предметов связано с явлением преломления света на нестабильной границе холодного уличного воздуха и потока тёплого воздуха, выходящего из комнаты. Поскольку углы падения света на границу холодного и тёплого воздуха меняются, то, согласно закону преломления света, меняются и углы преломления, и изображения предметов искажаются и дрожат.

2. Добавка к единице в показателе преломления газа пропорциональна концентрации N молекул газа, которая в силу уравнения Клапейрона–Менделеева равна где p — давление, практически одинаковое для воздуха снаружи и в потоке из форточки, k — постоянная Больцмана, T — абсолютная температура, различающаяся в потоке газа и на улице.

3. Таким образом, где A — некоторый коэффициент пропорциональности, который можно определить, зная из условия значение этой разности при 0 °С: так что

4. В комнате при +20 °С

На улице при –20 °С Искомая разность, следовательно, равна

Источник: Тренировочная работа по физике 27.04.2018, вариант ФИ10504