Номер 6, страница 266 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 8. Оптика. Параграф 42. Построение изображения в зеркалах. Упражнения - номер 6, страница 266.

Условие.

6. Изучите с товарищем принцип обратимости световых лучей при отражении от зеркальных поверхностей. Для этого используйте небольшое зеркальце. Убедитесь в том, что если вы видите в зеркальце изображение глаза товарища, то и он видит в нём изображение вашего глаза. Зарисуйте схему эксперимента и сделайте сообщение в классе.

Решение.

Принцип обратимости световых лучей гласит, что путь, по которому свет распространяется между двумя точками, не зависит от того, в какой из этих точек находится источник. Если луч света, вышедший из точки A, после отражений или преломлений попадает в точку B, то луч, вышедший из точки B по тому же пути, но в обратном направлении, попадёт в точку A.

Эксперимент с зеркалом наглядно демонстрирует этот принцип. Если вы с товарищем встанете перед зеркалом так, что вы видите в нём его глаза, это означает, что световые лучи от глаз вашего товарища отражаются от определённой точки на зеркале и попадают в ваши глаза. Согласно принципу обратимости, если поменять направление лучей, то свет от ваших глаз, попав в ту же точку на зеркале, отразится и попадёт точно в глаза вашего товарища. Поэтому он тоже будет видеть в зеркале ваши глаза. Эксперимент подтверждает, что вы видите друг друга одновременно.

Схема эксперимента

Для выполнения задания необходимо нарисовать схему, иллюстрирующую ход лучей.
1. Изобразите прямую линию — это будет поверхность плоского зеркала (З).
2. Над линией зеркала отметьте две точки: Г1 (глаз первого наблюдателя) и Г2 (глаз второго наблюдателя).
3. Проведите луч света от точки Г2 до некоторой точки О на поверхности зеркала. Это падающий луч.
4. Из точки О проведите отражённый луч в точку Г1.
5. В точке падения луча О постройте перпендикуляр (нормаль) к поверхности зеркала.
6. Обозначьте угол падения $ \alpha $ (угол между падающим лучом и нормалью) и угол отражения $ \beta $ (угол между отражённым лучом и нормалью). Согласно закону отражения света, $ \alpha = \beta $.
7. Путь луча света Г2 → О → Г1 показывает, почему наблюдатель 1 видит глаз наблюдателя 2.
8. Принцип обратимости утверждает, что если пустить луч в обратном направлении, из точки Г1 в точку О, он отразится под тем же углом и попадёт точно в точку Г2. Таким образом, путь Г1 → О → Г2 также является возможным ходом луча. Это объясняет, почему наблюдатель 2 видит глаз наблюдателя 1.

(По данному описанию необходимо выполнить графический рисунок в тетради).

Ответ: Схема эксперимента должна графически изображать ход светового луча от глаза одного наблюдателя к глазу другого через точку отражения на зеркале. Схема подтверждает, что из-за обратимости хода лучей оба наблюдателя могут видеть друг друга одновременно, если один из них видит другого.

Сообщение в классе

Тема: "Экспериментальная проверка принципа обратимости световых лучей".

Цель работы: На опыте изучить и продемонстрировать принцип обратимости световых лучей при отражении от зеркальной поверхности.

Оборудование: Небольшое плоское зеркало.

Ход эксперимента:
Для проведения опыта мы работали в паре. Мы расположились перед зеркалом таким образом, чтобы один из нас (наблюдатель 1) мог видеть в зеркале глаза другого (наблюдателя 2). После этого наблюдатель 1 спросил наблюдателя 2, видит ли тот в зеркале его глаза. Результат оказался положительным. Мы повторили эксперимент, поменявшись ролями, и результат остался прежним: если один человек видит в зеркале глаза другого, то и второй в этот же момент видит глаза первого.

Теоретическое обоснование:
Наши наблюдения полностью согласуются с принципом обратимости световых лучей. Этот принцип утверждает, что траектория светового луча не меняется, если поменять местами источник и приёмник света.
Когда наблюдатель 1 видит глаза наблюдателя 2, это означает, что лучи света от глаз наблюдателя 2 падают на зеркало, отражаются в соответствии с законом отражения (угол падения $ \alpha $ равен углу отражения $ \beta $) и попадают в глаза наблюдателю 1.
В силу принципа обратимости, лучи света, идущие от глаз наблюдателя 1 по тому же пути в обратном направлении, отразятся от той же точки зеркала и попадут точно в глаза наблюдателю 2. Именно поэтому оба могут видеть друг друга одновременно.

Вывод:
Проведённый нами простой эксперимент наглядно демонстрирует и подтверждает справедливость принципа обратимости световых лучей, который является одним из основополагающих в геометрической оптике.

Ответ: Сообщение для класса должно включать в себя описание цели, оборудования, хода и результатов эксперимента с зеркалом, а также теоретическое объяснение наблюдаемого явления, основанное на принципе обратимости световых лучей и законе отражения света.