Какoвo сooтнoшение между вектoрами е2 и е1 при oтражении светoвoгo лучa oт плoскoго зеркaлa?

Какoвo сooтнoшение между вектoрами е2 и е1 при oтражении светoвoгo лучa oт плoскoго зеркaлa?
Tainstvennyy_Orakul

Tainstvennyy_Orakul

При отражении светового луча от плоского зеркала соотношение между векторами \(\mathbf{e}_2\) и \(\mathbf{e}_1\) зависит от двух основных факторов: направления падающего луча и нормали к плоскости зеркала.

Для начала, давайте определим данные векторы и их связь с отраженным лучом. Пусть \(\mathbf{e}_1\) будет вектором нормали к поверхности зеркала, а \(\mathbf{e}_2\) - вектором падающего светового луча.

Известно, что отраженный луч лежит в плоскости, перпендикулярной к поверхности зеркала, и что угол падения равен углу отражения. Пусть \(\mathbf{e}_r\) будет вектором отражения.

Теперь давайте рассмотрим вектор \(\mathbf{e}_1\). Он перпендикулярен поверхности зеркала и направлен в сторону, противоположную направлению падающего луча \(\mathbf{e}_2\). Таким образом, можно определить \(\mathbf{e}_1\) следующим образом: \(\mathbf{e}_1 = -\mathbf{e}_2\).

Теперь, чтобы найти вектор отражения \(\mathbf{e}_r\), мы можем использовать закон отражения, который говорит, что угол падения равен углу отражения. Обозначим угол падения между \(\mathbf{e}_1\) и \(\mathbf{e}_2\) как \(\theta\), а угол отражения между \(\mathbf{e}_1\) и \(\mathbf{e}_r\) как \(\theta"\). Тогда \(\theta = \theta"\).

Теперь, применим закон отражения к векторам. Углы между векторами определяются скалярным произведением. Таким образом, у нас есть: \(\cos(\theta) = \frac{\mathbf{e}_1 \cdot \mathbf{e}_2}{|\mathbf{e}_1||\mathbf{e}_2|}\) и \(\cos(\theta") = \frac{\mathbf{e}_1 \cdot \mathbf{e}_r}{|\mathbf{e}_1||\mathbf{e}_r|}\).

Заметим, что \(\mathbf{e}_1\) и \(\mathbf{e}_r\) направлены в противоположные стороны, так как они лежат по разные стороны плоскости зеркала. То есть, \(\mathbf{e}_r = -\mathbf{e}_1\).

Таким образом, мы можем заменить \(\mathbf{e}_r\) в уравнении для \(\cos(\theta")\): \(\cos(\theta") = \frac{\mathbf{e}_1 \cdot (-\mathbf{e}_1)}{|\mathbf{e}_1||-\mathbf{e}_1|}\).

Учитывая, что \(|\mathbf{e}_1| = |-\mathbf{e}_1|\) (модули векторов одинаковы), получаем \(\cos(\theta") = -\cos(\theta)\).

Итак, суммируя все, мы можем сделать вывод: при отражении светового луча от плоского зеркала, соотношение между векторами \(\mathbf{e}_2\) и \(\mathbf{e}_1\) определяется как \(\mathbf{e}_1 = -\mathbf{e}_2\) и \(\cos(\theta") = -\cos(\theta)\).

Надеюсь, это пошаговое объяснение помогает вам понять соотношение между векторами при отражении светового луча от плоского зеркала. Если у вас есть какие-либо дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать!
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello