Угол падения волны —угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке падения.

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

Закон отражения волн

Угол отражения равен углу падения. Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр, восставленный в точке падения к отражающей поверхности, лежат в одной плоскости.

Важным свойством лучей, в частности лучей света, является их обратимость. Если пустить грающий луч в направлении отраженного, то он отразится в направлении падающего. Закон зеркального отражения справедлив для идеальной плоской поверхности. Зеркальное отражение изменяет направление распространения плоского фронта волны, не изменяя его формы.

На пути светового луча размещаю плоское зеркало. Попадая на зеркало луч изменил направление распространения, но не изменилась ширина луча.

Диффузное отражение.

В случае неровной поверхности возникает диффузное отражение, при котором параллельный пучок падающих лучей не преобразуется в параллельный пучок отраженных лучей. При этом в каждой точке поверхности справедлив закон отражения волн.

При взаимодействии с неровной поверхностью свет отражается под различными углами.

Изображение предмета в плоском зеркале. Построение изображения в плоском зеркале основано на использовании закона отражения волн.

Мнимое изображение — изображение предмета, возникающее при пересечении продолжений расходящегося пучка лучей.

Для построения изображения точечного источника, создающего сферический фронт волны, достаточно использовать два луча (рис. 4). Угол падения луча 1, направленного перпендикулярно зеркалу, равен нулю, поэтому равен нулю и угол отражения. Луч 2, падающий в точке А' под углом а, отражается под тем же углом. Продолжения рас­ходящихся лучей 1' и 2' пересекаются в точке S', являющейся мнимым изображением точки S. Найдем расстояние S'O. Как видно из построения, угол OSA' = α, как накрест лежащие углы при параллельных прямых, а угол_OS'A= α как соответственные. Следовательно, треугольник OS'A' =OSA' (по катету OA' и острому углу). Это означает, что OS' = OS.

Изображение источника конечных размеров строится как совокупность изображений всех его точек.

Решение задач

Качественные задачи.

1. Почему мы видим не только яркий серп Луны, но и частично ту её область, на которую не падают прямые лучи Солнца? (Мы видим часть темной области Луны, потому что она освещена солнечными лучами, отражёнными от земной поверхности).

2. Почему летом в средней полосе России ночи более тёмные, чем зимой? (Летом нет отражения лунного света от белого покрова Земли).

3. Почему в свете фар автомобиля лужа на асфальте ночью кажется водителю тёмным пятном? (Потому что свет автомобильных фар, отражаясь от гладкой поверхности лужи, не попадает в глаза водителю).

4. Почему многие хорошие хозяйки любят, чтобы у них в доме «всё блестело»? (Если поверхность блестит, значит, она гладкая и отражает лучи. Следовательно на ней нет пыли, которая рассеивает свет и в которой могут находится вредные микроорганизмы).

1. Из древнегреческой легенды о Персее:

“Не далее полета стрелы было чудовище, когда Персей взлетел высоко в воздух. Тень его упала в море, и с яростью ринулось чудовище на тень героя. Персей смело бросился с высоты на чудовище и глубоко вонзил ему в спину изогнутый меч…”

Вопрос: что такое тень и благодаря какому физическому явлению она образуется?

2. Из африканской сказки “Выборы вождя”:

“Собратья, – молвил Аист, степенно выйдя в середину круга. – Мы спорим с самого утра. Смотрите, наши тени уже укоротились и скоро совсем исчезнут, ибо близится полдень. Так давайте еще до того, как солнце минует зенит, придем к какому-то решению…”

Вопрос: почему длины теней, которые отбрасывали люди стали укорачиваться? Ответ поясните рисунком. Есть ли на Земле такое место, где изменение длины тени минимально?

3. Из итальянской сказки “Человек, который искал бессмертие”:

“И тут Грантэста увидел что-то, что показалось ему страшнее бури. К долине приближалось чудовище, летевшее быстрее, чем луч света. У него были кожистые крылья, бородавчатый мягкий живот и огромная пасть с торчащими зубами…”

Вопрос: что неверно с точки зрения физики в этом отрывке?

4. Из древнегреческой легенды о Персее:

“Скорей отвернулся Персей от горгон. Боится увидеть он их грозные лица: ведь один взгляд и в камень обратится он. Взял Персей щит Афины-Паллады – как в зеркале отразились в нем горгоны. Которая же из них Медуза?

Как падает с неба орел на намеченную жертву, так ринулся Персей к спящей Медузе. Он глядит в ясный щит, чтоб верней нанести удар…”

Вопрос: какое физическое явление использовал Персей, чтобы обезглавить Медузу?

 

 

Домашнее задание. Параграф 59 (Г.Я. Мякишев, Б.Б.Буховцев “Физика. 11”)