9 класс. Урок 18. Отражение света. Закон отражения света. Плоское зеркало.

Свет имеет способность отражаться. «Солнечный зайчик» или «лунная дорожка» — это примеры отражения света. Свет распространяется прямолинейно. Что происходит, когда свет сталкивается с препятствием? Ппозади этого препятствия образуется тень, потому что свет не может пройти сквозь это препятствие. А что происходит, если на пути света находится прозрачное препятствие (стекло, к примеру).

Видеоурок: Отражение света. Закон отражения света

Интерактивный учебник: Отражение света. закон отражения света.

Видеоурок: Построение изображения в плоском зеркале. Определение области видения изображения в плоском зеркале

Интерактивный тест по теме  урока

Стекло — это, в первую очередь, другая среда. Что же происходит на границе двух сред?

При падении луча, часть луча пройдёт сквозь стекло, а часть — отразится. Луч, который попадет в стекло, называется преломлённым, а луч, который отразится, называется отраженным. На рисунке мы видим луч, который отразился, то есть вернулся обратно в среду, из которой пришёл.

В чём заключается закон отражения света.
- Во-первых, падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр, проведённый к границе раздела двух сред в точке падения, лежат в одной плоскости.
- Во-вторых, угол падения равен углу отражения.
Итак: от точечного источника падает луч света в определённую точку другой среды и отражается от неё. В этой точке проводится перпендикуляр к плоскости среды. Оба луча и перпендикуляр лежат в одной плоскости. Если измерить угол между падающим лучом и перпендикуляром, то он будет равен углу между отражённым лучом и перпендикуляром.

Самый распространённый пример отражающей поверхности — это зеркало. На зеркало падает множество параллельных лучей, и все они тоже отражаются параллельно друг другу.

Ведь поверхность зеркала полностью гладкая. Если же поверхность шершавая, то свет рассеивается. Для каждого отдельного луча выполняется закон отражения света. Но шершавая поверхность, можно сказать, состоит из множества гладких поверхностей, каждая из которых находится под разным углом. В итоге, отражённые лучи рассеиваются.

Поэтому разделяют два вида отражений: зеркальное и диффузное. Зеркальное — это отражение от гладких поверхностей, а диффузное — это отражение от шершавых поверхностей.

То есть, когда свет не рассеивается и отражение — это точная копия реального объекта — это зеркальное отражение.

А когда свет рассеивается, и отражение искажает или вообще полностью рассеивает реальный объект — это диффузное отражение.

Например, в комнате смеха стоят кривые зеркала. Они действительно кривые, то есть имеют неровные поверхности. В итоге, мы видим искажённое отражение.

Законы отражения света очень важны для людей. Они часто используются в создании некоторых приборов. Например, такой прибор, как перископ сделан, основываясь на законах отражения света.

В объектив перископа попадает луч света. Внутри стоит зеркало под углом 45о. Луч попадает в определённую точку зеркала. Проведём перпендикуляр к плоскости зеркала в этой точке. По закону отражения, луч отразится под тем же углом от перпендикуляра, то есть под углом 45 о. Значит, он будет под углом 90о к падающему лучу. Внизу стоит ещё одно зеркало, тоже под углом 45 о, только оно развёрнуто в обратном направлении, чем первое. Теперь, луч, который мы в первом случае считали отражённым, является падающим. Он, опять же, отразится под углом 90 о. В итоге, человек в подводной лодке видит то, что находится над водой.

Плоское зеркало — это поверхность, которая зеркально отражает свет.

В зеркале образуется точная копия реального предмета.

Также, мы знаем, что чем дальше мы от зеркала, тем дальше изображение. Но как получается так, что в зеркале образуется изображение, которое как будто находится за зеркалом? Зная закон отражения света, который мы изучили на прошлом уроке, понять это довольно легко. Рассмотрим простой пример. На рисунке вы видите плоское зеркало и источник света, который традиционно обозначается буквой S.

Этот источник испускает лучи света, которые падают на зеркало. Угол падения равен углу отражения. Как строить отражённые лучи, мы уже научились. Итак, лучи света падают на зеркало от источника света и, отражаясь, попадают нам в глаза. А теперь, давайте продолжим все отражённые лучи за зеркало. Если мы внимательно и аккуратно начертим все линии, то они обязательно сойдутся в одной точке. Эта точка называется мнимым изображением точки S. То есть, эти лучи попадают в глаз, как будто исходя из мнимого источника света, который мы обозначим S1. Точки S и S1 будут находиться на прямой перпендикулярной зеркалу. Это очевидно, потому что луч SO отражается от зеркала под углом 0o (то есть падает перпендикулярно плоскости зеркала). Рассмотрим два треугольника, образованные первыми двумя лучами и их мнимыми изображениями. У треугольников есть общая сторона. Оба треугольника прямоугольные, потому что прямая SS1 перпендикулярна зеркалу. Так как угол падения равен углу отражения, мы легко можем доказать, что угол SO1O равен углу S1O1O. Тогда получается, что у обоих треугольников есть общая сторона и два прилежащих к ней угла равны. Это признак равенства треугольников, значит, треугольники равны. Точно таким же способом можно доказать равенства остальных треугольников. А раз все эти треугольники равны, значит, мнимые изображения располагаются за зеркалом на том же расстоянии, на котором реальные предметы находятся от зеркала.

Равенство этих треугольников также доказывает, что и высота мнимого изображения равна высоте реальных предметов перед зеркалом. То есть, размеры предметов сохраняются. Но всё равно, у зеркального изображения есть одно отличие, как вы знаете. Оно путает право и лево. То есть, в зеркале, правая сторона изображения кажется левой. В этом нет ничего удивительного: ведь если вы и ваш друг стоите напротив друг друга, то напротив вашей правой руки находится его левая рука.

Ну, в общем-то, вы итак всё знаете про зеркало, но сегодня мы ещё и объяснили, как и почему образуется зеркальное отражение.

Источник: https://videouroki.net/