Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 24 № 4141

Грибник ушёл от дороги далеко в лес и заблудился. Компаса у него не было, погода была облачная, солнца не видно, а без ориентации по сторонам света найти дорогу к своему автомобилю было невозможно. Тут он вспомнил, что в кармане у него есть противобликовые автомобильные очки, покрытые поляроидной плёнкой. Он вышел на поляну, достал очки и стал их поворачивать вокруг оптической оси очковых стёкол, глядя сквозь них на небо в разных направлениях. Через небольшое время он смог определить направление на солнце.

Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, смысл его действий при таком способе ориентирования.

Справка: поляроидная плёнка имеет выделенное направление и пропускает только проекцию вектора напряжённости электромагнитного поля \vecE в световой волне на это направление.

Спрятать решение

Решение.

1.  Электромагнитные волны (свет от солнца) являются поперечными волнами, в которых векторы напряженности \vecE электрического и индукции \vecB магнитного полей направлены взаимно перпендикулярно и перпендикулярно направлению распространения этих волн.

2.  При облачной погоде до грибника на поляне доходит не прямой свет от солнца, а свет, прошедший через облака и сохраняющий поляризацию света от солнца.

3.  Если смотреть в направлении солнца, то свет от облаков, как и свет солнца, не имеет выделенного направления светового вектора \vecE, то есть не поляризован.

4.  В направлении, перпендикулярном направлению на солнце, прошедший через облака солнечный свет наиболее поляризован, так как векторы \vecE и \vecB лежат в плоскости, перпендикулярной лучу света от солнца и проходящей через луч зрения.

5.  Вращая очки (то есть поляроидную пленку) вокруг их оптической оси, можно заметить, в каком направлении интенсивность пропущенного ими света сильнее всего меняется,  — это будет направление, перпендикулярное лучам света от солнца.

 

Примечание.

Отметим, что свет от Солнца не является плоскополяризованным, поскольку он складывается из неупорядоченного излучения множества хаотически ориентированных атомов. Если смотреть в направлении солнца, то свет не будет поляризован. Смотреть нужно перпендикулярно этому направлению. Второе: солнечный свет рассеивается, рассеянный свет тоже ни в каком направлении не будет полностью поляризованным, но в перпендикулярном направлении его поляризация (относительная разность интенсивностей при повороте анализатора) максимальна.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения заданияБаллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае п. 1-3) и исчерпывающие верные рассуждения с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае - использование свойства поперечности электромагнитных волн и пропускания поляроидной плёнкой только одного направления вектора напряжённости \vecЕ).3
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, и дано правильное объяснение, но содержится один из следующих недостатков.

В представленных записях содержатся лишь общие рассуждения без привязки к конкретной ситуации задачи.

ИЛИ

Рассуждения, приводящие к ответу, представлены не в полном объёме, или в них содержатся логические недочёты

2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Указаны не все необходимые явления и физические законы, даже если дан правильный ответ на вопрос задания.

ИЛИ

Указаны все необходимые явления и физические законы, но в некоторых из них допущена ошибка, даже если дан правильный ответ на вопрос задания.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к верному ответу, содержат ошибки.

1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.0
Максимальный балл3