Физика · конспекты
★0
Физика › 9 класс › Законы распространения света

Тема 29Закон отражения света. Зеркала

★★★
Термины темы — найди их в тексте:Отражение светаот перпендикуляраОбратимость световых лучейЗеркальноеРассеянное (диффузное)мнимоепрямоеравное

Свет, падая на границу двух сред, частично возвращается обратно. Поэтому мы видим своё отражение в зеркале и в спокойной воде.

Определение

Отражение света — возвращение части света от границы двух сред в ту среду, из которой он пришёл.

Закон отражения света
  1. Падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр к поверхности в точке падения лежат в одной плоскости.
  2. Угол отражения равен углу падения: β=α\beta=\alpha.

Углы отсчитывают от перпендикуляра к поверхности, а не от самой поверхности!

Луч фонарика отражается от зеркала. Угол падения α равен углу отражения βЛуч фонарика отражается от зеркала. Угол падения α равен углу отражения β
Луч фонарика отражается от зеркала. Угол падения α равен углу отражения β Иллюстрация: light-fizika.ru

Обратимость световых лучей: луч, пущенный по пути отражённого, отразится по пути падающего.

Зеркальное и рассеянное отражение

  • Зеркальное — от гладкой поверхности (зеркало, спокойная вода, полированный металл). Параллельные лучи остаются параллельными, и видно изображение.
  • Рассеянное (диффузное) — от шероховатой поверхности (бумага, ткань, стены). Отражённые лучи расходятся во все стороны, поэтому мы видим предметы с любой стороны.
Зеркальное и рассеянное отражение
Зеркальное и рассеянное отражение Иллюстрация: light-fizika.ru

Плоское зеркало

Изображение в плоском зеркале:

  • мнимое — его образуют продолжения отражённых лучей, а не сами лучи;
  • прямое и равное предмету;
  • находится за зеркалом на таком же расстоянии, как предмет перед ним, — симметрично предмету.
Лучи от точки S после отражения кажутся идущими из точки S′ — её мнимого изображения
Лучи от точки S после отражения кажутся идущими из точки S′ — её мнимого изображения Иллюстрация: light-fizika.ru

Чтобы построить изображение, из каждой точки предмета опускают перпендикуляр на зеркало и откладывают за ним такое же расстояние.

Изображение A′B′ симметрично предмету AB относительно зеркала
Изображение A′B′ симметрично предмету AB относительно зеркала Иллюстрация: light-fizika.ru
Пример решения

Человек стоит в 2 м от плоского зеркала. На каком расстоянии от себя он видит своё изображение? А если подойдёт к зеркалу на 0,5 м?

Изображение — в 2 м за зеркалом, до него 2+2=42+2=4 м. После этого: 1,5+1,5=31{,}5+1{,}5=3 м.

Образ для запоминания

Зеркало — «честный двойник»: того же роста, на том же расстоянии, только «за стеклом», и левое с правым поменяны. Под каким углом луч вошёл, под таким и вышел.

⚗ Мини-опыт

Режим «Закон отражения»: меняйте угол падения и сравнивайте его с углом отражения. Режим «Изображение»: двигайте предмет перед зеркалом — где и какое получается изображение?

▶ Симуляция PhET

На экране «Зеркало» выберите плоское зеркало и двигайте предмет. Включите лучи и найдите, где пересекаются их продолжения.

Геометрическая оптикаОткрыть ↗

Симуляция: PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, лицензия CC BY-NC 4.0 (phet.colorado.edu); русский перевод интерфейса.

? Проверь себя

Ответь, не подглядывая в конспект: вспоминать — лучший способ запомнить.

1Угол между падающим лучом и зеркалом 30°. Чему равен угол отражения?
Углы отсчитывают от перпендикуляра: 90∘−30∘=60∘90^\circ-30^\circ=60^\circ.
2Почему лист бумаги видно со всех сторон?
Шероховатая поверхность отражает свет во все стороны.
3Какое изображение даёт плоское зеркало?
Изображение симметрично предмету относительно зеркала.

✎ Задачи

А Уровень А по образцу: одна формула, один шаг

  1. Угол падения 35°. Чему равен угол отражения?

    Ответ

    35°.

    Как получилось?

  2. Угол между падающим и отражённым лучами 80°. Найдите угол падения.

    Ответ

    80∘:2=40∘80^\circ:2=40^\circ.

    Как получилось?

  3. Предмет стоит в 1 м от плоского зеркала. Где его изображение?

    Ответ

    В 1 м за зеркалом.

    Как получилось?

  4. Почему изображение в плоском зеркале называют мнимым?

    Ответ

    Его образуют продолжения отражённых лучей, а не сами лучи; на экране его не получить.

    Как получилось?

  5. Луч падает на зеркало перпендикулярно. Как он отразится?

    Ответ

    Угол падения 0°, поэтому луч вернётся обратно по тому же пути.

    Как получилось?

Б Уровень Б сам: несколько шагов, перевод единиц

  1. Как изменится угол между падающим и отражённым лучами, если угол падения увеличить на 10°?

    Ответ

    Увеличится на 20°.

    Как получилось?

  2. Человек подходит к зеркалу со скоростью 1 м/с. С какой скоростью он сближается со своим изображением?

    Ответ

    2 м/с: изображение движется навстречу с той же скоростью.

    Как получилось?

  3. Какой наименьшей высоты нужно зеркало, чтобы человек ростом 1,8 м видел себя в полный рост?

    Ответ

    В половину роста — 0,9 м (это следует из закона отражения).

    Как получилось?

↻ Закрепи

Карточки терминов

Нажми на карточку — она перевернётся. «Знаю» — карточка вернётся на повторение позже (через сутки, неделю, месяц), «Повторить» — скоро снова.

Отражение света
Возвращение части света от границы двух сред в ту среду, из которой он пришёл.
Закон отражения света
Угол отражения равен углу падения; углы отсчитывают от перпендикуляра.
Рассеянное отражение
Шероховатая поверхность отражает свет во все стороны — предмет видно отовсюду.
Изображение в плоском зеркале
Мнимое, прямое, равное, симметричное предмету.

Экспресс-карта

Возьми лист и за 3 минуты нарисуй по памяти карту темы: в центре — тема, ветви — главные идеи, на ветвях — термины. Потом сравни.