Давайте решим задачу пошагово и подробно объясним каждое действие.
Задача:
Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим и отражённым лучами равен 54°. Нужно найти угол между отражённым лучом и зеркалом.
Шаг 1: Вспомогательные понятия
- Закон отражения: угол падения равен углу отражения относительно нормали (воображаемой перпендикулярной к зеркалу).
- Обозначения:
- Пусть
∠i— угол между падающим лучом и нормалью к зеркалу. - Пусть
∠r— угол между отражённым лучом и нормалью.
- Пусть
Шаг 2: Взаимосвязь между углами
Поскольку закон отражения гласит, что углы падения и отражения равны:
\[ \angle i = \angle r \]
Также отметим, что угол между падающим и отражённым лучами — это сумма двух этих углов, потому что они суммируются через нормаль:
\[ \text{угол между падающим и отражённым лучами} = \angle i + \angle r \]
Но в условии сказано, что этот угол равен 54°, значит:
\[ \angle i + \angle r = 54^\circ \]
Заменяя \(\angle r\) на \(\angle i\):
\[ \angle i + \angle i = 54^\circ \Rightarrow 2 \angle i = 54^\circ \]
Отсюда:
\[ \boxed{ \angle i = \frac{54^\circ}{2} = 27^\circ } \]
Так как \(\angle r = \angle i \), то:
\[ \angle r = 27^\circ \]
Шаг 3: Определение угла между отражённым лучом и зеркалом
Угол между отражённым лучом и зеркалом — это угол между отражённым лучом и нормалью, а затем — угол между нормалью и зеркалом.
В случае плоского зеркала угол между нормалью и зеркалом равен 0°, так как нормаль перпендикулярна поверхности.
Значит, чтобы найти угол между отражённым лучом и зеркалом, нужно учесть:
\[ \text{угол между отражённым лучом и зеркалом} = 90^\circ - \angle r \]
Потому что угол ∠r — это угол между отражённым лучом и нормалью, а угол между нормалью и поверхностью — это 0°, и угол между лучом и поверхностью — это разница.
Следовательно:
\[ \boxed{ \text{угол между отражённым лучом и зеркалом} = 90^\circ - 27^\circ = 63^\circ } \]
Ответ:
Угол между отражённым лучом и зеркалом равен 63°.