9. На горизонтальное плоское зеркало падает луч света, угол его падения равен 40°. Зеркало поворачивают на 20° так, как показано на рисунке. Чему в этом случае станет равен угол отражения луча?

Привет! Давай разберемся с этим интересным поворотом!

Исходное состояние:

• Луч света падает на горизонтальное зеркало.
• Угол падения α = 40°.
• По закону отражения, угол отражения β = α = 40°.

Изменение:

• Зеркало поворачивают на 20°. Рисунок показывает, что зеркало поворачивается от падающего луча.
• Представим, что падающий луч остается неизменным, а поворачивается зеркало.

Анализ поворота зеркала:

Когда зеркало поворачивается на 20°, его нормаль (перпендикуляр) тоже поворачивается на 20°. Нам нужно выяснить, как изменится угол падения.

Пусть первоначальная нормаль была N1, а новая нормаль N2. Падающий луч L_пад. Исходный угол падения α1 = 40° (между L_пад и N1).

Зеркало повернули на 20°. Если зеркало повернулось от падающего луча, то угол между старой и новой нормалью будет 20°.

Вариант 1: Зеркало повернулось так, что новая нормаль стала ближе к падающему лучу.

В этом случае новый угол падения α2 = α1 - 20° = 40° - 20° = 20°.

Тогда новый угол отражения β2 = α2 = 20°.

Вариант 2: Зеркало повернулось так, что новая нормаль стала дальше от падающего луча.

В этом случае новый угол падения α2 = α1 + 20° = 40° + 20° = 60°.

Тогда новый угол отражения β2 = α2 = 60°.

Глядя на рисунок:

На рисунке показано, что падающий луч остается в том же положении, а зеркало поворачивается. При повороте зеркала на 20° так, как показано (от падающего луча), новая нормаль отходит от падающего луча. Это соответствует Варианту 2.

Новый угол падения: 40° + 20° = 60°.

По закону отражения, угол отражения равен углу падения.

Новый угол отражения: 60°.

Ответ: 60°