A relatív törésmutató víz és üveg eset

Az alábbi feladat a 2023-as (NAT 2012) októberi, középszintű fizika érettségi első részének 19. feladata volt. A feladat kulcsa a törésmutató.

„Fizika általános iskolásoknak”

„A fény” c. fejezet

„A gyűjtőlencsék képalkotása” c. lekében,

vagy középiskolásoknak és érettségire készülőknek

„Fizika középiskolásoknak”

„Képek és látás” c. fejezet

„A gyűjtőlencsék képalkotása” c. lekében.

Az üvegek abszolút törésmutatója nagyobb, mint a vízé. Melyik érték tartományba esik a víznek az üvegre vonatkozó relatív törésmutatója? 

• A)         1-nél nagyobb érték.     
• B) 0 és 1 közötti érték.   
• C)         Negatív értékű.
• D)         A megadott információ alapján nem lehet megválaszolni.

A fizika érettségi vizsgákon gyakran fordulnak elő kérdések, amelyek a fény törésével, különösen a különböző anyagok törésmutatójával kapcsolatosak. Egy ilyen kérdés szerepelt a 2023 októberi érettségin, amely arra kereste a választ, hogy az üvegek abszolút törésmutatója nagyobb-e, mint a vízé, és ha igen, melyik érték tartományba esik a víznek az üvegre vonatkozó relatív törésmutatója.

A törésmutató alapjai

A törésmutató vagy refraktív index egy anyag optikai tulajdonságát jellemzi, amely megmutatja, hogy milyen mértékben lassítja le a fényt az adott közegben. Az abszolút törésmutató az a számérték, amely a vákuumban mért fénysebesség és az adott közegben mért fénysebesség arányát adja meg. A relatív törésmutató az két különböző közeg törésmutatóinak arányát jelenti, amely azt mutatja meg, hogy az egyik közegben haladó fény hogyan változtatja meg a sebességét, amikor egy másik közegbe lép.

Az üveg és a víz törésmutatója

Az üveg abszolút törésmutatója általában magasabb, mint a vízé, ami azt jelenti, hogy a fény lassabban halad át az üvegen, mint a vízen. Ha az üveg abszolút törésmutatóját

​-gel, a vízét

-zel jelöljük, akkor a víznek az üvegre vonatkozó relatív törésmutatója:

Mivel

ezért

​ értéke 0 és 1 közé esik.

A helyes válasz megértése

Tehát a helyes válasz a kérdésre a B) opció, azaz a víznek az üvegre vonatkozó relatív törésmutatója 0 és 1 közötti érték. Ez a megállapítás tükrözi, hogy a fény sebessége a vízben nagyobb, mint az üvegben, és amikor a fény a vízből az üvegbe lép, sebessége csökken.

Konklúzió

Ez a kérdés és annak elemzése kiváló példát szolgáltat arra, hogyan alkalmazhatjuk a fizikai alapelveket a valóságos jelenségek megértésére. A törésmutató és annak különböző értelmezései fontos eszközök a fény viselkedésének leírására különböző közegben. Az ilyen típusú érettségi kérdések nemcsak a diákok fizikai ismereteit tesztelik, hanem az analitikai gondolkodás és a problémamegoldó képesség fejlesztésére is ösztönöznek. Az üveg és a víz relatív törésmutatójának megértése kulcsfontosságú a fény törésének és a látás optikájának jobb megértéséhez.

A fizika érettségi vizsgákon gyakran fordulnak elő kérdések, amelyek a fény törésével, különösen a különböző anyagok törésmutatójával kapcsolatosak. Egy ilyen kérdés szerepelt a 2023 októberi érettségin, amely arra kereste a választ, hogy az üvegek abszolút törésmutatója nagyobb-e, mint a vízé, és ha igen, melyik érték tartományba esik a víznek az üvegre vonatkozó relatív törésmutatója.

• Ingyenes tananyagok – Eduking
• Általános Iskolás Fizika Tananyag – Eduking
• Középiskolás Fizika Tananyag – Eduking