Номер 5, страница 133 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 37. Принцип Гюйгенса. Глава 5. Волновые свойства света - номер 5, страница 133.

5. В чём состоит принцип обратимости лучей?

В чём состоит принцип обратимости лучей?

Принцип обратимости световых лучей — это один из фундаментальных принципов геометрической оптики. Он гласит, что путь, по которому световой луч распространяется из одной точки в другую, не меняется, если направление распространения света изменить на противоположное.

Иными словами, если луч света, вышедший из точки А, после прохождения через оптическую систему (например, после отражений и преломлений) попадает в точку Б, то луч, пущенный из точки Б в обратном направлении по той же траектории, обязательно попадёт в точку А. Траектории лучей в прямом и обратном направлениях полностью совпадают.

Этот принцип можно проиллюстрировать на следующих примерах:

Отражение света: При отражении света от зеркальной поверхности угол падения равен углу отражения. Согласно принципу обратимости, если луч направить навстречу отражённому лучу, он отразится от зеркала и пойдёт точно по пути первоначального падающего луча.

Преломление света: Когда луч света переходит из одной среды в другую (например, из воздуха в воду), он преломляется. Этот процесс описывается законом Снеллиуса: $n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\gamma$, где $n_1$ и $n_2$ — показатели преломления сред, $\alpha$ — угол падения, а $\gamma$ — угол преломления. Если обратить ход луча, то есть направить его из второй среды в первую под углом $\gamma$, то он выйдет в первую среду под углом $\alpha$. Уравнение остаётся справедливым, что и демонстрирует обратимость.

Применение в оптических приборах: Принцип обратимости имеет большое практическое значение. Например, он позволяет легко понять, как работает проектор. Объектив фотоаппарата собирает свет от удалённого объекта и создаёт его изображение на матрице. Если же на место матрицы поместить яркий слайд и осветить его, то тот же объектив спроецирует увеличенное изображение слайда на удалённый экран. Это прямое следствие обратимости хода лучей.

Ответ: Принцип обратимости световых лучей заключается в том, что траектория светового луча при его распространении из точки А в точку Б полностью совпадает с его траекторией при распространении из точки Б в точку А.