Номер 7.54, страница 152 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Колебания и волны. Глава 7. Геометрическая оптика. Отражение света. Плоское зеркало - номер 7.54, страница 152.

Условие.

7.54. Точка $\text{O}$ — центр сферической отражающей поверхности. Постройте дальнейший ход луча в случаях, изображённых на рисунке 7.8.

Рис. 7.8

Решение.

Решение

Для построения дальнейшего хода луча во всех случаях используется закон отражения света: угол падения $ \alpha $ равен углу отражения $ \beta $. Углы отсчитываются от нормали (перпендикуляра), восстановленной в точке падения луча к отражающей поверхности. Для сферической поверхности нормалью в любой ее точке является прямая, проходящая через эту точку и центр сферы O (то есть радиус).

а)

1. В точке падения луча на вогнутую поверхность зеркала строим нормаль. Для этого соединяем центр сферы O с точкой падения луча.

2. Угол между падающим лучом и построенной нормалью является углом падения $ \alpha $.

3. С другой стороны от нормали откладываем угол отражения $ \beta $, равный углу падения ($ \beta = \alpha $).

4. Вдоль полученного направления строим отраженный луч. Он будет направлен вверх и влево.

Ответ: Отраженный луч строится симметрично падающему лучу относительно нормали, проведенной из центра O в точку падения.

б)

1. Падающий луч проходит через центр сферической поверхности O. Это означает, что он направлен вдоль радиуса.

2. Так как радиус перпендикулярен касательной к окружности в точке их пересечения, луч падает на зеркало по нормали.

3. Угол падения в этом случае равен нулю ($ \alpha = 0^\circ $).

4. Согласно закону отражения, угол отражения также равен нулю ($ \beta = 0^\circ $).

5. Это означает, что луч отразится и пойдет строго в обратном направлении, по той же прямой, по которой падал.

Ответ: Отраженный луч пойдет в обратном направлении вдоль падающего луча.

в)

1. В точке падения луча на выпуклую поверхность зеркала строим нормаль. Для этого проводим прямую через центр сферы O и точку падения.

2. Угол между падающим лучом и нормалью является углом падения $ \alpha $.

3. По клеткам на рисунке видно, что падающий луч горизонтален, а нормаль наклонена под углом 45° к горизонтали. Следовательно, угол падения $ \alpha = 45^\circ $.

4. С другой стороны от нормали откладываем угол отражения $ \beta = \alpha = 45^\circ $.

5. Отраженный луч, симметричный горизонтальному падающему лучу относительно нормали под углом 45°, будет направлен вертикально вверх.

Ответ: Отраженный луч пойдет вертикально вверх.