Геометрическая оптика. § 55. Отражение волн → номер 59
1. Дайте определение угла падения волны и угла ее отражения.
Угол падения волны — это угол между перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке падения и падающим лучом. Угол отражения волны — это угол между отраженным лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности.
2. Сформулируйте закон отражения света и докажите его с помощью принципа Гюйгенса.
Угол падения равен углу отражения. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения к отражающей поверхности, лежат в одной плоскости.
Падающая под углом волна достигает разных точек границы раздела в разные моменты времени. Когда волна достигает какой-то точки, эта точка становится источником вторичных волн. Фронт отраженной волны — это плоская поверхность, касательная к сферическим фронтам вторичных волн.
3. В чем состоит принцип обратимости лучей?
Если пустить падающий луч по пути отраженного, то он отразится в направлении падающего.
4. Объясните с помощью принципа Гюйгенса отражение сферического волнового фронта от плоской поверхности.
Огибающей поверхностью сферических волн является сфера. Фронт отраженной от плоского зеркала волны является сферическим, так же, как и фронт падающей волны.
5. Какое изображение называют мнимым? Объясните, как строится изображение точечного источника и предмета конечных размеров в зеркале, а также точечного источника в небольшом зеркале.
Мнимым изображением называется изображение предмета, которое возникает при пересечении продолжений расходящегося пучка лучей. Оно строится в плоском зеркале в симметричной точке относительно зеркала, даже когда зеркало имеет конечные размеры, и изображение можно наблюдать только в конечной области. Волновой фронт точечного источника — это сфера, огибающей поверхностью вторичных волн тоже является сфера. Фронт отраженной волны, как и падающей — сфера. Центр отраженной сферической волны лежит за зеркалом и воспринимается как мнимое изображение источника.