Номер 8, страница 104 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IX. Геометрическая оптика. Смотрим и думаем - номер 8, страница 104.

Условие.

8. Постройте дальнейший ход луча света в зеркалах.

Решение.

Построение дальнейшего хода лучей света во всех случаях основано на законе отражения света. Этот закон гласит, что отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром (нормалью), восстановленным в точке падения к отражающей поверхности, причем угол отражения $ \beta $ равен углу падения $ \alpha $ ($ \alpha = \beta $).

Случай 1 (крайний слева)
Падающий луч вертикален, а зеркало наклонено под углом $45^\circ$ к горизонту. Нормаль к зеркалу в точке падения будет составлять угол $45^\circ$ с вертикалью. Следовательно, угол падения $ \alpha = 45^\circ $. Угол отражения $ \beta $ также равен $45^\circ$. Отраженный луч будет перпендикулярен падающему, то есть пойдет горизонтально.

Ответ: Отраженный луч направлен горизонтально вправо.

Случай 2
Луч падает на горизонтальное зеркало. Проведем в точке падения вертикальную нормаль. Угол падения $ \alpha $ — это угол между падающим лучом и нормалью. Согласно закону отражения, луч отразится под таким же углом $ \beta = \alpha $ с другой стороны от нормали.

Ответ: Луч отразится симметрично относительно вертикальной нормали, то есть пойдет вверх и вправо.

Случай 3
Падающий луч горизонтален, а зеркало наклонено под углом $45^\circ$ к горизонту. Нормаль к зеркалу в точке падения составляет угол $45^\circ$ с горизонталью. Следовательно, угол падения $ \alpha = 45^\circ $. Угол отражения $ \beta $ также равен $45^\circ$. Отраженный луч будет перпендикулярен падающему, то есть пойдет вертикально вниз.

Ответ: Отраженный луч направлен вертикально вниз.

Случай 4
Луч падает на одно из двух параллельных вертикальных зеркал. После первого отражения от левого зеркала (угол падения равен углу отражения относительно горизонтальной нормали), луч направляется к правому зеркалу. Так как зеркала параллельны, луч падает на второе зеркало под тем же углом, под которым отразился от первого. После второго отражения луч выходит из системы.

Ответ: После двух отражений луч выйдет из системы параллельно своему первоначальному направлению.

Случай 5
Система представляет собой уголковый отражатель, состоящий из двух зеркал под углом $90^\circ$. Луч падает на вертикальное зеркало, отражается от него и попадает на горизонтальное. После второго отражения от горизонтального зеркала луч меняет свое направление на противоположное.

Ответ: После двух отражений луч выйдет из системы параллельно падающему лучу, но в обратном направлении (антипараллельно).

Случай 6
Данная система также является уголковым отражателем ($90^\circ$ между зеркалами). Вертикально падающий луч попадает на левое зеркало, наклоненное под углом $45^\circ$. Угол падения равен $45^\circ$, и луч отражается горизонтально на правое зеркало. На правом зеркале он также падает под углом $45^\circ$ и отражается вертикально вверх.

Ответ: После двух отражений луч будет двигаться вертикально вверх, то есть антипараллельно падающему лучу.

Случай 7 (крайний справа)
Луч падает горизонтально на зеркало, наклоненное под углом $45^\circ$. Угол падения составляет $45^\circ$, и луч отражается под углом $45^\circ$, то есть вертикально вниз. Падая на горизонтальное зеркало, луч идет вдоль нормали к нему. Угол падения в этом случае равен $0^\circ$. Соответственно, и угол отражения равен $0^\circ$. Луч отражается в обратном направлении.

Ответ: Луч отразится от наклонного зеркала, упадет перпендикулярно на горизонтальное, отразится от него в обратном направлении, снова попадет на наклонное зеркало и выйдет из системы по тому же пути, по которому вошел.