Номер 602, страница 112 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Для решения задачи используется закон отражения света, согласно которому угол падения луча на отражающую поверхность равен углу отражения, а сам отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром к поверхности в точке падения.

Построением покажите, как с помощью плоских зеркал можно изменить направление светового луча на угол $φ_1=90°$; на угол $φ_2=180°$

1. Изменение направления на угол $φ_1=90°$.
Это можно сделать двумя способами:
а) С помощью одного плоского зеркала. Угол отклонения $φ$ луча одним зеркалом связан с углом падения $α$ формулой $φ = 180° - 2α$. Для $φ_1 = 90°$ получаем $90° = 180° - 2α$, откуда угол падения $α = 45°$.
Построение: Располагаем одно плоское зеркало на пути луча так, чтобы угол между падающим лучом и перпендикуляром к зеркалу составлял $45°$. Отраженный луч отклонится от первоначального направления на $90°$.
б) С помощью двух плоских зеркал. Если два зеркала расположены под углом $β$ друг к другу, то луч, последовательно отразившись от них, отклоняется на угол $φ = 2β$. Чтобы отклонить луч на $90°$, нужно расположить зеркала под углом $β = φ_1 / 2 = 90° / 2 = 45°$.
Построение: Располагаем два плоских зеркала так, чтобы угол между их отражающими поверхностями был равен $45°$. Падающий луч после двух отражений изменит направление на $90°$.

2. Изменение направления на угол $φ_2=180°$.
Чтобы развернуть луч на $180°$ (направить в обратную сторону), необходимо использовать систему из двух зеркал. Используя формулу $φ = 2β$, для $φ_2 = 180°$ получаем $180° = 2β$, откуда угол между зеркалами $β = 90°$.
Построение: Располагаем два плоских зеркала перпендикулярно друг другу (под углом $90°$). Луч света, отразившись последовательно от обоих зеркал, выйдет из системы параллельно падающему лучу, но в противоположном направлении. Такая система называется уголковым отражателем.

Ответ: Чтобы изменить направление луча на $90°$, можно использовать одно зеркало, расположив его так, чтобы угол падения луча составлял $45°$, либо два зеркала под углом $45°$ друг к другу. Чтобы изменить направление луча на $180°$, нужно использовать два зеркала, расположенные под углом $90°$ друг к другу.

Как, не изменяя первоначального направления, сместить световой луч параллельно самому себе?
Для параллельного смещения луча необходимо, чтобы общее изменение его направления было равно нулю ($φ = 0°$). Это достигается с помощью системы из двух зеркал.
Если два зеркала расположены под углом $β$ друг к другу, то итоговый угол отклонения луча $φ = 2β$. Для $φ=0°$ получаем $β=0°$. Угол $0°$ между зеркалами означает, что они параллельны друг другу.
Построение: Располагаем два плоских зеркала параллельно друг другу отражающими поверхностями навстречу. Луч, падающий на первое зеркало, отражается, падает на второе, снова отражается и выходит из системы. Вышедший луч будет параллелен падающему, но смещен на некоторое расстояние. Величина смещения зависит от расстояния между зеркалами и угла падения. Такая схема применяется, например, в перископах.

Ответ: Чтобы сместить световой луч параллельно самому себе, необходимо использовать два параллельных плоских зеркала.