TwiddleLab / Физика / Свет и зрение

Зеркала: угол падения, угол отражения

Урок 2 из 10 · 7 мин · Бесплатно, без аккаунта

Что ты узнаешь

• Закон отражения: угол падения равен углу отражения, оба отсчитываются от нормали (линии под 90° к зеркалу).
• Поверни зеркало на какой-то угол, и отражённый луч повернётся на вдвое больший угол.
• Изображение в плоском зеркале мнимое: оно за стеклом на таком же расстоянии, как предмет перед ним. Зеркалу в полный рост достаточно половины твоего роста, на любом расстоянии.

Начать урок

Как идёт урок

1. Какой высоты должно быть зеркало, чтобы видеть себя целиком?

   Твой рост 170 см. Поможет, если отойти назад?

2. Поверни зеркало, чтобы направить лазер в цель.

   Пунктир это нормаль, под 90° к зеркалу. Следи за двумя углами, пока поворачиваешь.

3. Где изображение в зеркале? Поставь его на кружки.

   Двигай игрушку. Красный луч отражается в глаз; пунктир показывает, откуда он будто бы идёт.

4. Закон отражения.

   Нормаль это линия под 90° к зеркалу в точке, куда падает луч.

   Закон отражения: угол падения = угол отражения, оба отсчитываются от нормали.

   Плоское зеркало даёт мнимое изображение: отражённые лучи только кажутся идущими из точки за стеклом, на таком же расстоянии за ним, как предмет перед ним.

   Упрощение: считаем зеркало идеальным. Настоящие зеркала поглощают несколько процентов света.

5. Игра: лазерный лабиринт. Поворачивай зеркала, чтобы зажечь каждую мишень.

   Три комнаты. Тяни белую ручку на зеркале, чтобы повернуть его. Меньше ходов, больше звёзд.

6. Что из того места, где ты стоишь, видно в зеркале?

   Представь изображение каждой вещи прямо напротив, за зеркальной стеной. Проведи линию от глаза к этому изображению. Если линия проходит через зеркало, настоящий луч от вещи отражается там тебе в глаз.

7. Математика: зеркальное изображение это отражение относительно прямой.

   Какая копия зеркальное отражение синей фигуры? Сложи, чтобы сравнить, потом нажми на эту копию.

   Отражение сохраняет расстояние каждой точки до прямой, но переносит её на другую сторону. Если прямая это ось y, x меняет знак, а y остаётся: (x, y) в (-x, y). Сдвиг (параллельный перенос) оставляет фигуру повёрнутой так же, а зеркало так никогда не делает.

8. Вернёмся к началу: подбери зеркало, чтобы видеть себя целиком.

   Используй как можно меньше зеркала. Потом отходи вперёд и назад.

   Свет от ступней падает на зеркало посередине между глазами и ступнями и отражается вверх в глаза (угол падения = угол отражения). Свет от макушки падает посередине между глазами и макушкой. Зеркалу нужно перекрыть только эти две средние точки: половину роста. Если отойти, оба треугольника меняются в одной пропорции, и средние точки остаются на месте.

9. Скоростной раунд: куда попадёт луч?

   Четыре выстрела. Нажимай быстро.

Предыдущий урок: Свет идёт по прямой · Следующий урок: Преломление: свет изгибается · Часть курса: Свет и зрение

Уроки интерактивные и работают на JavaScript. Включи его, чтобы играть.