Физика 9 класс учебник Перышкин, Гутник - страница 199

   При пересечении границы раздела двух сред, световой луч испытывает отражение, возвращаясь обратно от поверхности. Этот процесс сопровождается изменением вектора распространения света: падающий луч трансформируется в отражённый.
   Степень и характер отражения определяются оптическими свойствами поверхности, такими как её зеркальность, однако сам феномен остаётся отражением света.

   Для проведения эксперимента используется оптический диск (см. рис. 140). На его центральной части закреплено плоское зеркало. По краю диска перемещается источник света, испускающий тонкий луч. Этот луч (например, AO) направляется на зеркало так, чтобы он скользил по поверхности диска. Отраженный от зеркала луч (OB) также остается в плоскости диска. Варьируя направление падающего луча, мы наблюдаем изменение направления отраженного луча. Измеряя соответствующие углы по шкале диска, мы экспериментально доказываем равенство угла падения и угла отражения, а также то, что все лучи находятся в одной плоскости.

   Угол падения (α)
   Определяется как угловая мера между падающим световым лучом и нормалью к поверхности в точке его взаимодействия. Нормаль представляет собой линию, перпендикулярную касательной к поверхности в данной точке. На иллюстрации 139 данный угол обозначен как SOC.

   Угол отражения (β)
   Представляет собой угловую меру между отраженным световым лучом и той же нормалью к поверхности, проведенной в точке падения. На иллюстрации 139 этот угол соответствует обозначению COB.

   Закон состоит из двух положений:
1. Луч падающий, луч отражённый и перпендикуляр, проведённый к границе раздела двух сред из точки падения луча, лежат в одной плоскости.
2. Угол отражения равен углу падения (β = α).

   Принцип обратимости световых лучей гласит, что траектория светового луча остается неизменной, независимо от направления его распространения. Это означает, что если луч света, идущий от точки А к точке В, отражается от поверхности, то луч, идущий от В к А, будет отражаться точно так же, следуя обратному пути.
   Иными словами, направление движения света вдоль его траектории может быть произвольным — от источника к точке отражения или наоборот.

   В соответствии с законом отражения света, устанавливается равенство между углом падения и углом отражения. Угол падения определяется как угловое расстояние между падающим световым лучом и нормалью, перпендикулярной к отражающей поверхности в точке, где происходит падение луча.
   При условии, что угол падения составляет 30°, угол отражения, согласно данному закону, также будет равен 30°.

   По закону отражения света: угол падения (α) равен углу отражения (β).
   Следовательно, исходный угол падения:
   α₁ = β₁ = 45°
   Находим новый угол падения и отражения
   Угол падения увеличили на 15°:
   α₂ = α₁+15° = 45°+15° = 60°
   Так как α₂ = β₂, то новый угол отражения тоже равен:
   β₂ = 60°

   Вычисляем угол между лучами в каждом случае
   Угол между падающим и отражённым лучами — это сумма угла падения и угла отражения (так как они лежат по разные стороны от перпендикуляра к зеркалу).
   Исходный случай:
   Угол между лучами₁ = α₁+β₁ = 45°+45° = 90°.
   Новый случай:
   Угол между лучами₂ = α₂+β₂ = 60°+60° = 120°

   Определяем изменение угла
   Найдём разницу между новым и старым значениями:
   Δ = Угол между лучами₂ − Угол между лучами₁ = 120° − 90° = 30°.

   Ответ: угол между падающим и отражённым лучами увеличится на 30°.