Давайте разберемся с задачей. Условие: "Угол между падающим на зеркало и отраженным составляет 90°. Чему равен угол падения?"
Для начала уточним понятия и приведем к стандартному виду задачи по оптике.
Что такое угол падения и угол отражения?
- Угол падения — это угол между падающим лучом и перпендикуляром (нормалью) к поверхности зеркала в точке падения.
- Угол отражения — это угол между отраженным лучом и той же нормалью.
Изгадка вопроса:
- Обычно в задаче говорится о "угле между падающим и отраженным лучами".
- В условии указано, что этот угол равен 90°, то есть падающий и отраженный лучи образуют между собой 90°.
Основные понятия из законов отражения:
- Закон отражения: угол падения равен углу отражения, то есть
\[ \angle i = \angle r \] - Положение лучей: если убрать угол между ними, то эти лучи исходят из точки падения и отражаются так, что угол между ними — это сумма их углов относительно нормали.
Разбор задачи:
Пусть \(\angle i\) — угол падения
Тогда \(\angle r = \angle i\) — угол отражения (по закону отражения).
Условие: угол между падающим и отраженным лучами = 90°.
Важно понять, что это означает:
\[ \text{между ними есть 90°} \]
Как выразить это с помощью углов:
Лучи падают и отражаются, образуя между собой угол 90°.
Эти лучи идут от точки падения:
Представим их как две линии, отходящие от точки на зеркале.
- Один — падающий луч, с углом \(\angle i\) к нормали.
- Другой — отраженный луч, с углом \(\angle r\) к нормали (равен \(\angle i\)).
Обратите внимание: угол между двумя лучами связан с их углами к нормали.
Угол между лучами равен сумме их углов с нормалью, если они расположены по разные стороны от нормали, или разнице, если по одной стороне — но в данном случае, так как обычная ситуация:
\[ \text{Угол между лучами} = \angle i + \angle r \]
Так как по закону отражения \(\angle r = \angle i\), то:
\[ \text{Угол между лучами} = \angle i + \angle i = 2 \times \angle i \]
По условию, этот угол равен 90°, значит:
\[ 2 \times \angle i = 90^\circ \] \[ \angle i = \frac{90^\circ}{2} = 45^\circ \]
Ответ:
\[ \boxed{ \text{Угол падения равен } 45^\circ } \]
Это стандартная задача по оптике, показывающая, что для того, чтобы угол между падающим и отраженным лучами был 90°, угол падения должен быть 45°.