Воду освещают зеленым цветом, длина волны которого в воздухе ровна 500 нм . Какова длина световой волны в воде? Какой цвет видит человек, открывший глаза под водой?
Воду освещают зеленым цветом, длина волны которого в воздухе ровна 500 нм . Какова длина световой волны в воде? Какой цвет видит человек, открывший глаза под водой?
При переходе света из одной среды в другую изменяется его скорость и, соответственно, длина волны, но частота остаётся неизменной. Длина волны света в среде определяется формулой:
[ \lambda = \frac{\lambda_0}{n} ]
где (\lambda_0) — длина волны в вакууме (или воздухе), (n) — показатель преломления среды, в которую свет переходит. Для воды показатель преломления примерно равен 1.33.
Длина волны зеленого света в воздухе равна 500 нм. Таким образом, длина волны в воде будет:
[ \lambda_{water} = \frac{500 \, \text{нм}}{1.33} \approx 376.4 \, \text{нм} ]
Теперь рассмотрим, как это влияет на восприятие цвета. Видимый цвет определяется частотой света, а не длиной волны. Поскольку частота света остаётся неизменной при переходе в другую среду, человек под водой будет воспринимать тот же цвет, что и на воздухе.
Таким образом, открыв глаза под водой, человек всё равно увидит зелёный цвет, так как воспринимаемая частота света остаётся такой же, как и в воздухе.
Длина световой волны в воде будет короче, чем в воздухе из-за более высокого показателя преломления воды. Для зеленого цвета (500 нм) в воздухе, длина волны в воде будет около 375 нм, что соответствует синему цвету. Под водой человек будет видеть синий цвет.
Когда свет проходит из воздуха в воду, он меняет свою скорость и направление из-за различия в показателях преломления двух сред. Это приводит к явлению преломления света. Для определения длины волны света в воде можно использовать закон Снеллиуса:
n1 sin(θ1) = n2 sin(θ2),
где n1 и n2 - показатели преломления воздуха и воды соответственно, θ1 и θ2 - углы падения и преломления.
Для зеленого света в воздухе (длина волны 500 нм) показатель преломления n1 = 1, а для воды n2 ≈ 1,33. Таким образом, можно найти, что длина волны зеленого света в воде составляет примерно 375 нм.
Человек, открывший глаза под водой, увидит, что зеленый свет поглощается водой, и большая часть света в диапазоне синего и фиолетового цветов будет преобладать. Поэтому он увидит окружающий мир в синевато-фиолетовых тонах.
