Луч падает под углом 0 градусов чему равен угол отражения

Отражение света. Закон отражения света. Плоское зеркало

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

1293. Лица дамы за густой вуалью не видно, в то время как сама дама все предметы через вуаль видит хорошо. Почему?
Свет падающий на лицо не доходит до конечной цели. Доходя до вуали он отражается и рассеивается, тем самым скрывая лицо. Однако сама дама отлично видит предметы, потому что свет отраженный от них проходит через вуаль и попадает на сетчатку глаза.

1294. Чем объяснить блеск света?
Тем, что снег достаточно сильно отражает свет.

1295. Как отразится луч, падающий перпендикулярно к зеркалу?
Угол падения равен углу отражения. Следовательно луч отразится перпендикулярно.

1296. Каков должен быть угол падения, чтобы отраженный луч составлял прямой угол с лучом падающим?

1297. Угол падения луча света 60°. Каков угол между падающим и отраженным лучами? Угол падения стал 80°. Каков в этом случае угол между падающим и отраженным лучами?

1298. Солнечный луч падает на поверхность стола под углом α=50° (рис. 152). Нарисуйте, под каким углом к поверхности стола надо расположить плоское зеркальце, чтобы направить солнечный зайчик:
а) вертикально вверх;
б) горизонтально.

1299. Человек ростом h=1,84 м (уровень глаз над землей 1,73 м) стоит на расстоянии l от плоского зеркальца и видит в нем отражение Солнца, которое находится над горизонтом под углом 60° (рис. 153). Чему равно расстояние l?

1300. Каково расстояние между девочкой и ее изображением в зеркале, если расстояние от девочки до зеркала l=1 м (рис. 154)? Каким станет расстояние между девочкой и ее изображением, если она подойдет к зеркалу на расстояние 0,4 м?

1301. Человек подходит к зеркалу со скоростью 20 см/с. С какой скоростью изображение человека в зеркале приближается к человеку? С какой скоростью изображение приближается к зеркалу?

1302. Луч света падает под углом 90° к плоскому зеркалу (рис. 155). Зеркало повернули на угол α=20°. На какой угол повернулся отраженный луч?

1303. Зачем электролампочку в помещениях часто помещают в матовый белый плафон?
Для рассеяния света и уменьшения яркости лампы.

1304. Почему в солнечный день на поверхности водоема образуется солнечная дорожка? Почему она всегда направлена к наблюдателю? Если бы поверхность воды была идеально гладкой, была бы видна эта дорожка?
Если вода будет неподвижна и водная гладь будет идеально гладкой, то солнце отразится как в зеркале и будет выглядеть в виде круга. Лучи отражаются хаотически и не все их видно. Те которые отражаются и попадают в глаз, человек видит солнечную дорожку.

1305. На рисунке 156 в каждом случае а-е не хватает какого-то элемента. Дорисуйте недостающие части. Покажите падающий луч, отраженный луч и отражающую поверхность для каждого случая.

1306. Нарисуйте луч, падающий на отражающую плоскую поверхность под углом 30°. Чему равен угол отражения? Нарисуйте его.

1307. Луч света падает на плоскую отражающую поверхность под углом 60°. Найдите угол отражения.

1308. Если луч падает на плоское зеркало под углом 45°, то каким будет угол между падающим и отраженным лучами?

1309. Покажите построением, что источник свет и его изображение в плоском зеркале находятся на одинаковых расстояниях от зеркала.

1310. На рисунке 157 изображены две лампочки в точках А и В перед плоским зеркалом CD. Построением покажите, где должен находиться глаз человека перед зеркалом, чтобы он увидел в зеркале изображения лампочек совмещенными.

1311. На рисунке 158 изображена свеча АВ перед зеркалом CD. Постройте изображение свечи.

1312. Точечный источник света S отражается в перпендикулярно расположенных зеркалах AB и CD (рис. 159). Постройте изображение S в зеркале AB и в зеркале CD. Сколько изображений образует такая система зеркал? Проверьте это на опыте.

1313. Перископ представляет собой изогнутую трубу с двумя зеркалами (рис. 160). Глядя в нижний конец трубы, можно видеть, что происходит вверху. Покажите это, начертив ход лучей в перископе.

1314. Вы находитесь между двумя параллельными плоскими зеркалами. Сколько ваших изображений получится в зеркалах? Проверьте на опыте.
Бесконечное число. Существует модель вселенной, как два близко стоящих зеркала. В которых отражается все и ничего.

1315. Какими делают боковые зеркала в автомобиле: выпуклыми или вогнутыми? Почему?
Зеркала делают выпуклыми. Выпуклое зеркало уменьшает изображение и увеличивает обзор. Но не всегда, иногда плоскими.

1316. Почему для боковых зеркал в автомобиле не используется плоское зеркало?
Плоское зеркало уменьшает сектор обзора по сравнению с выпуклыми. В плоских зеркалах видно все в истинном размере.

Источник

Луч падает под углом 0 градусов чему равен угол отражения

Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим и отражённым лучами равен Чему равен угол между отражённым лучом и зеркалом?

Угол падения равен углу отражения: По условию, угол между падающим и отражённым лучами равен Следовательно, угол отражения равен Отсюда находим угол между отражённым лучом и зеркалом:

Угол падения света на горизонтальное плоское зеркало равен Чему будет равен угол отражения света, если повернуть зеркало на так, как показано на рисунке? (Ответ дать в градусах.)

Если повернуть зеркало на так, как показано на рисунке, угол падения увеличится на и станет равен

Угол падения равен углу отражения, а значит, угол отражения также станет равен

Угол падения света на горизонтальное плоское зеркало равен 30°. Каким будет угол образованный падающим и отражённым лучами, если, не меняя положение источника света, повернуть зеркало на 10° так, как показано на рисунке? (Ответ дать в градусах.)

При повороте зеркала на 10° угол падения увеличится до 40°. Угол отражение равен углу падения. Угол

Угол падения равен углу отражения. Ответ 40

Вопрос задачи: «Каким будет угол ?»

Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим лучом и зеркалом равен 50°. Каков угол γ между падающим и отражённым лучами (см. рисунок)?

Угол падения — это угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности. Угол падения равен углу отражения

Угол между падающим лучом и зеркалом в сумме с углом падения дает 90°. Отсюда угол падения равен 40°, а угол γ между падающим и отражённым лучами равен 80°.

На столе стоит сосуд с зеркальным дном и матовыми стенками. На дно пустого сосуда падает луч света На стенке CD сосуда при этом можно наблюдать «зайчик» — блик отражённого луча. В сосуд наливают некоторое количество воды. Как при этом изменяются следующие физические величины: угол падения луча на дно, высота точки нахождения «зайчика», расстояние от точки отражения луча от дна сосуда до стенки CD? Отражением луча от поверхности жидкости пренебречь.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

A) Угол падения луча на дно

Б) Высота точки нахождения «зайчика»

B) Расстояние от точки отражения луча от дна до стенки CD

Вода является оптически более плотной средой, чем воздух. Поэтому угол преломления света при прохождении в воду меньше угла падения. Следовательно, луч «загибается» вниз. При этом точка отражения от дна, естественно, смещается налево, то есть расстояние от точки отражения луча от дна до стенки CD увеличивается (В — 1). Угол падения луча на дно уменьшается (А — 2). Наконец, высота точки нахождения «зайчика» увеличивается (Б — 1).

Здравствуйте. Как я понял из условия задачи, нам необходимо определить изменение угла ПАДЕНИЯ луча НА ДНО. Он очевидно увеличивается, а вот угол С НОРМАЛЬЮ ко дно уменьшается.

Углом падения и называется угол между лучом и нормалью к поверхности

Луч света падает на плоское зеркало. Угол отражения равен 12°. Сколько градусов угол между падающим лучом и зеркалом?

Угол падения — это угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности. Угол падения равен углу отражения, а значит,

Следовательно, угол между падающим лучом и зеркалом равен

Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим и отраженным лучами равен 30°. Чему равен угол между отраженным лучом и зеркалом? (Ответ дать в градусах.)

Углы падения и отражения равны, поэтому угол между нормалью и отражённым лучом равен 30°/2 = 15°. Следовательно, угол между отражённым лучом и зеркалом равен 90° − 15° = 75°.

Два плоских зеркала З1 и З2 с оставляют друг с другом двугранный угол ° (см. рис.). Линия стыка зеркал перпендикулярна плоскости рисунка. Луч света падает на зеркало З1, распространяясь в плоскости рисунка параллельно поверхности зеркала З2. Определите угол падения этого луча на поверхность зеркала З2 после отражения от зеркала З1.

Построим ход луча при отражении от первого зеркала и при падении на второе зеркало. Учитывая, что падающий луч параллелен второму зеркалу, а двугранный угол равен 60°. Тогда угол между первым зеркалом и падающим лучом равен 60°, а угол падения равен 30°. Видно, что треугольник АВС будет равносторонним. Потому угол между лучом, падающим на второе зеркало, и вторым зеркалом равен 60°, а угол падения равен 30°.

Два плоских зеркала образуют прямой двугранный угол, перпендикулярно биссектрисе которого расположена небольшая собирающая линза Л, а её фокус F находится в вершине угла (см.

рисунок). В плоскости линзы рядом с ней находится небольшой предмет П. Постройте изображение предмета, которое получится в результате двух отражений от зеркал и последующего преломления света линзой. На каком расстоянии от предмета будет находиться его изображение?

Луч света 1 падает на поверхность горизонтального зеркала А под углом = 20° (см. рисунок слева). Отражаясь от зеркала А, луч света попадает на следующие два В и С. Сначала зеркала В и С расположены горизонтально. Затем их поворачивают: зеркало В на угол против часовой стрелки, а зеркало С устанавливают вертикально (как показано на рисунке справа).

Определите характер изменения угла отражения падающего луча 1 при отражении его от зеркал В и С.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Угол отражения от зеркала B станет равным значит, угол увеличился. Угол отражения от зеркала C станет по условию значит, угол увеличился.

Школьник на уроке физики получил вогнутое полусферическое зеркало радиусом R и лазерную указку, дающую узкий параллельный пучок света с длиной волны Он пустил луч света от указки параллельно главной оптической оси зеркала на расстоянии х от неё (см. рисунок). Затем школьник так подобрал расстояние х, что луч, отразившись от зеркала один раз, отклонился от оси на максимальный угол и вышел за пределы зеркала. Чему при таком отражении равен модуль изменения импульса каждого фотона лазерного луча?

Построим, согласно закону отражения света, ход крайнего луча при однократном его отражении от зеркала (см. рис.). Угол падения луча на зеркало равен углу между лучом и радиусом зеркала, проведенным в точку А падения этого луча. Угол отражения также равен и крайний отраженный луч должен, очевидно, касаться края полусферического зеркала в точке В.

Треугольник ОАВ в силу равенства OA = OB = R является равнобедренным, При этом

Угол отклонения крайнего луча Таким образом, луч лазерной указки в результате отражения отклоняется от главной оптической оси зеркала на максимальный угол

При отражении света от зеркала импульс фотона поворачивается на угол а модуль импульса фотона не меняется и остаётся равным Следовательно, вектор изменения импульса фотона является основанием равнобедренного треугольника с боковыми сторонами длиной p и углом при основании. Поэтому искомый модуль изменения импульса фотона равен

Ответ:

Источник

Отражение и преломление света. Законы геометрической оптики.

теория по физике 🧲 оптика

Основные законы геометрической оптики были известны задолго до установления физической природы света. Большая часть из них выводятся из общего принципа, описывающего поведение волн. Впервые этот принцип выдвинул современник Ньютона Христиан Гюйгенс.

Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.

Чтобы, зная положение волновой поверхности в момент времени t, найти ее положение в следующий момент времени t + ∆t, нужно каждую точку волновой поверхности рассматривать как источник вторичных волн. Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени. Этот принцип подходит для описания волн любой природы (световых, механических, электромагнитных и пр.).

Для механических волн принцип Гюйгенса имеет наглядное толкование: частицы среды, до которых доходят колебания, колеблясь, приводят в движение соседние частицы среды, с которыми они взаимодействуют.

Закон прямолинейного распространения света

В оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Опытным доказательством этого закона служат резкие тени, отбрасываемые непрозрачными телами при освещении светом источника небольших размеров («точечного источника»).

Другим доказательством может служить известный опыт по прохождению света далекого источника сквозь небольшое отверстие, в результате чего образуется узкий световой пучок. Этот опыт приводит к представлению о световом луче как о геометрической линии, вдоль которой распространяется свет.

Законы геометрической оптики выполняются приближенно при условии, что размеры препятствий на пути световых волн много больше длины волны. Так, закон прямолинейного распространения света нарушается и понятие светового луча утрачивает смысл, если свет проходит через очень малые отверстия.

Пример №1. Здание, освещенное солнечными лучами, отбрасывает тень длиной L = 36 м. Вертикальный шест высотой h = 2,5 м отбрасывает тень длиной l = 3 м. Найдите высоту H здания.

Так как шест и здание расположены вертикально, они параллельны. Так как на них светит один и тот же источник света, то угол падения лучей одинаков. Следовательно, треугольники, образованные стеной зданий, лучом солнца и землей, а также землей, лучом солнца и шестом, подобны. Отсюда можно сделать вывод, что отношение высоты здания к высоте шеста будет отношению длины тени здания к длине тени шеста:

Закон отражения света

Рассмотрим отражение плоской волны (см. рис. ниже).

Плоская волна — волна, волновые поверхности которой представляют собой плоскости.

Угол падения — угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности.

Угол отражения — угол между перпендикуляром к отражающей поверхности и отраженным лучом.

В момент, когда волна достигнет точки B, и в этой точке начнется возбуждение колебаний, вторичная волна в точке A уже будет представлять собой полусферу радиусом r = AD = v∆t = CB. Радиусы вторичных волн от источников, находящихся между точками A и B, меняются так, как показано на рисунке выше.

Закон отражения света

Угол падения равен углу отражения. Падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

Пример №2. Луч света падает на плоское зеркало. Угол падения α равен 20°. Чему равен угол между падающим и отражённым лучами?

Поскольку, согласно закон отражения света, угол падения равен углу отражения, то угол между падающим и отражённым лучами равен удвоенному углу α. Следовательно, он равен 40°.

Закон преломления света

На границе двух разнородных сред свет меняет направление распространения. Часть его энергии возвращается в первую среду, то есть, происходит отражение света. Если же вторая среда прозрачна, то часть света проходит через границу, разделяющую первому и вторую среду. При этом он меняет свое направление. Это явление называется преломлением света.

Преломление света на границе двух сред легко продемонстрировать с помощью стакана, воды и карандаша. Если опустить карандаш в пустой стакан, то он будет выглядеть таким же прямым, как и всегда (см. рисунок слева). Если же опустить карандаш в стакан, заполненный водой, мы увидим, что его часть под водой будто бы «преломилась».

Закон преломления света, который определяет взаимное расположение луча падающего, луча преломленного и перпендикуляра, восстановленного в точке падения, был открыт опытным путем в XVII веке. Но его можно доказать, основываясь на принципе Гюйгенса.

Пусть на плоскую границу раздела двух сред (к примеру, из воздуха в воду) падает плоская световая волна (см. рисунок выше). Волновая поверхность AC перпендикулярна лучам A₁A и B₁B. Поверхности MN сначала достигнет луч A₁A. B₁B достигнет ее через некоторое время, которое можно определить отношением:

В момент, когда вторичная волна в точке B только начинает возбуждаться, волна от точки A уже имеет вид полусферы, радиус которой определяется выражением:

Волновую поверхность преломленной волны можно получить, проведя поверхность, касательную всем вторичным волнам во второй среде, центры которых лежат на границе раздела сред. В данном случае, ею является плоскость BD. Она является огибающей вторичных волн.

Угол падения α равен CAB в треугольнике ABC (стороны одного из этих углов перпендикулярны сторонам другого). Следовательно:

Угол преломления β равен углу ABD в треугольнике ABD. Поэтому:

Поделим первое выражение на второе и получим:

Закон преломления света

Падающий луч, луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред.

Сначала построим рисунок хода лучей до пластины, внутри нее и после нее. Расстояние между лучами, прошедшими сквозь пластину, обозначим за l. Оно равна длине перпендикуляра, соединяющего эти лучи.

Луч выходит из пластины под некоторым углом γ таким, что:

Величина n — относительный показатель преломления.

Физический смысл показателя преломления заключается в том, что он равен отношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление.

Различают также абсолютный показатель преломления — показатель преломления среды относительно вакуума. Он равен синусу угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду.

Поскольку в вакууме скорость света максимальна, абсолютный показатель преломления можно выразить формулой:

где v 1 — скорость света в среде, c — скорость света в вакууме.

Тогда относительный показатель преломления при переходе света из первой среды во вторую будет равен отношению абсолютного показателя преломления второй среды к абсолютному показателю преломления первой среды:

Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой, а среду с большим абсолютным показателем преломления — оптически более плотной.

Пример №4. Определить показатель преломления воды относительно алмаза.

Абсолютные показатели преломления воды и алмаза — постоянные табличные величины.

Полное отражение

Закон преломления света позволяет объяснить интересное и практически важное явление — полное отражение света.

Если же направить луч света в обратном направлении — из оптически более плотной среды в оптически менее плотную вдоль ранее преломленного луча (см. рисунок б), то закон преломления запишется следующим образом:

Преломленный луч по выходе из оптически более плотной среды будет направлен по линии ранее падавшего луча, поэтому α α₀. При падении света на границу двух сред световой луч, как мы уже говорили ранее, частично отражается и частично преломляется. Но при α > α₀ преломление света невозможно. Значит, луч должен полностью отразиться. Это явление и называется полным отражением света.

Примеры полного отражения света:

Угол полного отражения — угол падения α₀, соответствующий углу преломления 90°.

При sin β = 1 (что соответствует углу 90°) угол полного отражения можно определить по формуле:

Пример №5. Луч света, идущий из толщи воды, полностью отражается от ее поверхности. Выйдет ли луч в воздух, если на поверхность воды налить слой кедрового масла?

Синус угла полного отражения для луча, идущего из воды к воздуху:

где n 1 — показатель преломления воды.

Запишем закон преломления света для случая, когда на поверхность воды налито масло:

Тогда синус угла полного отражения для луча, идущего из воды к маслу:

где n 2 — показатель преломления масла.

Эта формула соответствует случаю, когда угол β является углом полного отражения. Следовательно, луч света за пределы масляной пленки в воздух не выйдет.

Практическое применение явления полного отражения света

Явление полного отражения света применяют в волоконной оптике для передачи света и изображения по пучкам прозрачных гибких волокон — световодов. Световод — это стеклянное волокно цилиндрической формы, покрытое оболочкой из прозрачного материала с меньшим, чем у волокна, показателем преломления.

За счет многократного полного отражения свет может быть направлен, либо по прямому, либо по изогнутому пути (см. рисунок слева). Волокна собираются в жгуты. При этом по каждому из волокон передается какой-нибудь элемент изображения (см. рисунок справа). Жгуты из волокон используются, например, в медицине для исследования внутренних органов.

В последнее время волоконная оптика широко используется для быстрой передачи компьютерных сигналов. По волоконному кабелю передается модулированное лазерное излучение.

Ученик провёл опыт по преломлению монохроматического света, представленный на фотографии.

Затем вся установка была помещена в воду. Как изменятся частота световой волны, длина волны, падающей на стекло, и угол преломления?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

Источник