Солнечный луч образует угол φ = 40° с поверхностью земли. Какой угол к горизонту необходимо установить для плоского зеркала, чтобы отраженный луч направлялся: а) вертикально вниз; б) вертикально вверх; в) горизонтально в сторону Солнца; г) горизонтально от Солнца?

Физика 11 класс Оптика угол отражения плоское зеркало солнечный луч физика 11 класс угол с горизонтом отражение света законы отражения вертикальное отражение горизонтальное отражение Оптика Новый

Для решения этой задачи необходимо использовать закон отражения света, который гласит, что угол падения равен углу отражения. Угол падения - это угол между падающим лучом и нормалью (перпендикуляром) к поверхности зеркала, а угол отражения - это угол между отраженным лучом и нормалью.

Сначала найдем угол падения солнечного луча относительно нормали к поверхности земли. Поскольку солнечный луч образует угол φ = 40° с поверхностью земли, угол падения (i) будет равен:

• i = 90° - φ = 90° - 40° = 50°.

Теперь, зная угол падения, мы можем определить угол, под которым необходимо установить зеркало для различных случаев:

1. Вертикально вниз: Чтобы отраженный луч шел вертикально вниз, угол отражения должен быть равен 90°. Значит, угол установки зеркала (α) будет:
• α = 90° - угол отражения = 90° - 90° = 0°.
2. Вертикально вверх: Чтобы отраженный луч шел вертикально вверх, угол отражения должен быть равен 0°. Значит, угол установки зеркала будет:
• α = 90° - угол отражения = 90° - 0° = 90°.
3. Горизонтально в сторону Солнца: Угол отражения должен быть равен углу падения, то есть 50°. Угол установки зеркала будет:
• α = 90° - угол отражения = 90° - 50° = 40°.
4. Горизонтально от Солнца: Угол отражения будет равен 180° - угол падения, то есть 180° - 50° = 130°. Угол установки зеркала будет:
• α = 90° - угол отражения = 90° - 130° = -40° (что означает, что зеркало нужно установить под углом 40° к поверхности земли, направленным вверх).

Таким образом, результаты следующие:

• а) 0° (горизонтально);
• б) 90° (вертикально вверх);
• в) 40° (горизонтально в сторону Солнца);
• г) 40° (горизонтально от Солнца, но направлено вверх).