Номер 1053, страница 139 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

1053. Где за ширмой (рис. 113) находится плоское зеркало, а где — треугольная стеклянная призма? Сделать пояснительные чертежи, указав ход лучей за ширмой.

Рис. 113

а) В данном случае за ширмой находится плоское зеркало. Ключевым наблюдением является то, что относительное расположение лучей в пучке меняется на противоположное: верхний падающий луч 1 становится нижним вышедшим лучом 1', а нижний падающий луч 2 становится верхним вышедшим лучом 2'. Такое "переворачивание" (инверсия) пучка света является свойством отражения от плоского зеркала при определённом его расположении.

Чтобы произошла инверсия, зеркало должно быть расположено под таким углом, чтобы пути лучей пересеклись. Верхний луч 1 падает на зеркало дальше, чем нижний луч 2, и отражается вниз. Нижний луч 2 падает на зеркало ближе и отражается вверх. Таким образом, их взаимное расположение меняется.

Пояснительный чертеж:

На чертеже показан ход лучей внутри ширмы. Отражение происходит в соответствии с законом отражения света: угол падения равен углу отражения.

Ответ: За ширмой в случае а) находится плоское зеркало.

б) В этом случае за ширмой находится треугольная стеклянная призма. Здесь параллельный пучок света на выходе также остается параллельным, но отклоняется от своего первоначального направления. Важно, что относительное расположение лучей сохраняется: верхний луч 1 остается верхним (1'), а нижний луч 2 — нижним (2'). Инверсии пучка не происходит.

Такое поведение света характерно для преломления в призме. При прохождении через призму свет дважды преломляется (на входной и выходной гранях) и в результате отклоняется к основанию призмы. Так как падающие лучи параллельны, а грани призмы плоские, все лучи в пучке отклоняются на один и тот же угол, сохраняя параллельность и взаимное расположение.

Пояснительный чертеж:

Преломление света на границе двух сред описывается законом Снеллиуса: $n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta$, где $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления сред, а $\alpha$ и $\beta$ — углы падения и преломления.

Ответ: За ширмой в случае б) находится треугольная стеклянная призма.