Давайте разберёмся с задачей по шагам.
Задача: На плоское зеркало падает луч света. Нужно определить угол отражения, если угол между отражённым лучом и поверхностью зеркала равен \( \varphi = 68^\circ \).
Шаг 1: Вспомним основные законы отражения
Закон отражения: угол падения (\( \theta_i \)) равен углу отражения (\( \theta_r \)): \[ \theta_i = \theta_r \]
Определение углов:
Углы в задачах часто считаются относительно нормали (перпендикуляра к поверхности), или относительно поверхности. В задаче дан угол между отражённым лучом и поверхностью зеркала, а не с нормалью.
Шаг 2: Визуальное представление
Обозначим:
- \( \theta_r \) — угол отражения (от нормали к поверхности).
- \( \varphi \) — угол между отражённым лучом и поверхностью зеркала.
Из условия: \[ \varphi = 68^\circ \]
Шаг 3: Связь между углами
Поскольку:
- угол между лучом и поверхностью зеркала равен \( \varphi \),
- угол между лучом и нормалью (\( \theta_r \)) связан с этим как:
\[ \theta_r = 90^\circ - \varphi \]
Объяснение:
Если угол между лучом и поверхностью зеркала — \( \varphi \), то между лучом и нормалью (перпендикуляром к поверхности) он равен разности:
\[ \theta_r = 90^\circ - \varphi \]
Подставляем значение:
\[ \theta_r = 90^\circ - 68^\circ = 22^\circ \]
Шаг 4: Ответ
- По закону отражения, угол падения равен углу отражения:
\[ \boxed{ \text{Угол отражения } \theta_i = \theta_r = 22^\circ } \]
Итог:
Угол отражения равен \( \boxed{22^\circ} \).