Номер 10, страница 265 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 8. Оптика. Параграф 42. Построение изображения в зеркалах. Вопросы - номер 10, страница 265.

Условие.

*10. С помощью каких известных вам устройств можно изменить направление распространения светового пучка на противоположное?

Решение.

Изменить направление распространения светового пучка на противоположное, то есть заставить его двигаться навстречу первоначальному направлению, можно с помощью нескольких оптических устройств и систем. Вот некоторые из них:

1. Плоское зеркало
Это самый простой способ, но он работает только при определённом условии. Согласно закону отражения света, угол падения луча на поверхность равен углу отражения ($α = β$). Чтобы световой пучок отразился строго в обратном направлении, он должен падать на зеркало перпендикулярно его поверхности. В этом случае угол падения равен нулю ($α = 0^\circ$), соответственно, угол отражения тоже будет равен нулю ($β = 0^\circ$), и отражённый луч пойдёт по той же траектории, что и падающий, но в противоположную сторону.
Ответ: Плоское зеркало, при условии, что световой пучок падает на него перпендикулярно.

2. Уголковый отражатель (катафот)
Это устройство, состоящее из трёх взаимно перпендикулярных отражающих поверхностей (как внутренний угол куба). Особенность уголкового отражателя заключается в том, что любой луч света, попавший на него, после трёх отражений выходит параллельно своему первоначальному направлению, но в обратную сторону. Это свойство сохраняется при изменении угла падения в широких пределах. Такие устройства широко применяются в качестве световозвращателей (катафотов) на транспорте, дорожных знаках, а также в лазерной дальнометрии (например, уголковые отражатели были установлены на Луне).
Ответ: Уголковый отражатель (катафот), состоящий из трех взаимно перпендикулярных зеркал или призменная система аналогичной формы.

3. Система из двух плоских зеркал под прямым углом
Если расположить два плоских зеркала под углом $90^\circ$ друг к другу, то луч света, идущий в плоскости, перпендикулярной линии пересечения зеркал, после двух отражений изменит своё направление на противоположное. Такой отражатель работает аналогично уголковому, но только в двух измерениях.
Ответ: Система из двух плоских зеркал, расположенных под углом $90^\circ$ друг к другу.

4. Система "собирающая линза + плоское зеркало"
Если на собирающую линзу направить параллельный пучок света, то она сфокусирует его в своей фокальной плоскости. Если в этой плоскости разместить небольшое плоское зеркало перпендикулярно главной оптической оси, лучи отразятся от него и пойдут обратно через фокус. Пройдя снова через линзу, лучи света сформируют параллельный пучок, распространяющийся в направлении, противоположном первоначальному.
Ответ: Оптическая система, состоящая из собирающей линзы и плоского зеркала, размещенного в ее фокальной плоскости.

5. Призмы полного внутреннего отражения
Некоторые типы призм могут разворачивать световой пучок на $180^\circ$ за счет явления полного внутреннего отражения. Например, призма Порро, представляющая собой прямоугольную равнобедренную призму, разворачивает луч, если он входит через гипотенузу. Система из двух таких призм используется в биноклях. Также существуют специальные призмы-катафоты, которые работают по тому же принципу, что и зеркальный уголковый отражатель.
Ответ: Призмы, использующие явление полного внутреннего отражения, например, призма Порро или призменный уголковый отражатель.