Вариант 4, страница 84 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-14. Отражение света. Плоское зеркало - страница 84.

Условие.

1. Почему окна домов днём кажутся всегда более тёмными, чем стены, даже если стены окрашены в тёмный цвет?

2. Солнечный луч направлен горизонтально. Как надо расположить плоское зеркало, чтобы после отражения луч шёл вертикально?

Решение.

1. Окна домов днём кажутся тёмными по сравнению со стенами из-за разного взаимодействия со светом. Стены, даже тёмные, отражают или рассеивают значительную часть падающего на них солнечного света. Этот отражённый свет попадает в глаза наблюдателю, и мы видим стену как освещённый объект.

Окна же являются прозрачными. Большая часть света, падающего на окно снаружи, не отражается, а проходит сквозь стекло внутрь помещения. Внутри комнаты свет многократно поглощается и рассеивается мебелью и стенами. Лишь очень малая доля этого света выходит обратно наружу через окно. Таким образом, количество света, идущего от окна к наблюдателю, ничтожно мало по сравнению со светом, отражённым от фасада здания. Поскольку тёмные объекты — это те, которые посылают в наши глаза мало света, окна и кажутся нам тёмными.

Ответ: Окна кажутся темнее стен, потому что они пропускают почти весь падающий на них свет внутрь помещения, откуда обратно во внешнее пространство выходит очень мало света. Стены же, напротив, отражают или рассеивают гораздо большее количество света.

2. Дано:

Падающий луч света направлен горизонтально.
Отражённый луч света направлен вертикально.
Угол между падающим и отражённым лучами составляет $90^\circ$.

Найти:

Под каким углом к горизонту нужно расположить плоское зеркало.

Решение:

Согласно закону отражения света, угол падения луча равен углу отражения. Угол падения ($\alpha$) — это угол между падающим лучом и нормалью (перпендикуляром) к поверхности зеркала. Угол отражения ($\beta$) — это угол между отражённым лучом и той же нормалью.
Таким образом, $\alpha = \beta$.
Падающий луч, нормаль к зеркалу и отражённый луч лежат в одной плоскости. Нормаль к зеркалу делит угол между падающим и отражённым лучами пополам.
По условию, угол между падающим (горизонтальным) и отражённым (вертикальным) лучами равен $90^\circ$. Следовательно:
$\alpha + \beta = 90^\circ$
Так как $\alpha = \beta$, мы можем записать:
$2\alpha = 90^\circ$
$\alpha = 45^\circ$
Это означает, что угол между падающим горизонтальным лучом и нормалью к зеркалу должен быть равен $45^\circ$.
Теперь найдём угол наклона самого зеркала к горизонту. Нормаль перпендикулярна поверхности зеркала. Если угол между горизонтальным лучом и нормалью равен $45^\circ$, то угол между горизонтальным лучом и плоскостью зеркала будет равен:
$90^\circ - \alpha = 90^\circ - 45^\circ = 45^\circ$
Следовательно, зеркало должно быть расположено под углом $45^\circ$ к горизонтальному направлению.

Ответ: Плоское зеркало необходимо расположить под углом $45^\circ$ к горизонту.