Многократное отражение света

В этом ролике мы рассказываем о явлениях, наблюдаемых при многократном отражении света от плоских зеркал. Что интересного можно увидеть с помощью нескольких зеркал?

Для начала мы взяли два одинаковых квадратных зеркала и установили их параллельно друг другу. Теперь любой предмет в пространстве между зеркалами отражается в одном зеркале, а это зеркало вместе с отражением предмета отражается во втором зеркале, и так эти отражения множатся и множатся... Хочется сказать «до бесконечности», но дорожка из отражений из-за неточности установки зеркал изгибается и теряется в таинственной темноте — ведь при каждом отражении часть света поглощается.

Теперь соединим два зеркала боковыми сторонами, образовав двугранный угол, и снова получаются множественные отражения. Когда угол равен 90°, всё пространство делится на 4 равных сектора, так что виден предмет и три его отражения. Для угла в 60° получается 6 секторов и пять отражений и так далее.

Соберём из трёх зеркал трёхгранную призму, своеобразную зеркальную комнату. Если заглянуть в неё, виден целый мир, разделённый на равносторонние треугольники. Исходный равносторонний треугольник в основании призмы и всё содержимое «комнаты» отражается в зеркальных стенках, а затем эти отражения множатся дальше и дальше... Именно так работает прекрасная детская игрушка — калейдоскоп.

Кстати, если посмотреть через длинную алюминиевую или медную трубу на ярко освещённое окно, будет видна не менее интересная картина, и об этом мы когда-то сняли ролик «Мир через трубу».

А теперь поставим два зеркала под небольшим углом друг к другу и посветим лазерной указкой параллельно одному из зеркал. В результате многократного отражения лучей видно красивое яркое кольцо с тёмной серединой — лучи не могут дойти до ребра двугранного угла. На какое же наименьшее расстояние луч лазера подойдёт к ребру, прежде чем развернётся и пойдёт обратно? Эту задачу мы решаем без всяких вычислений!

Чтобы собрать уголковый отражатель, поставим три зеркала перпендикулярно друг другу. Когда вы смотрите в него, перевёрнутое изображение вашего лица всё время оказывается в углу между зеркалами. Луч света ведёт себя подобно упругому мячику, который отскакивает от каждого зеркала и меняет перпендикулярную зеркалу компоненту скорости на противоположную. После трёх отражений мячик вылетит обратно в том же направлении, откуда прилетел. И точно так же испытавший три отражения выходящий луч всегда остаётся параллельным входящему.

Если собрать множество небольших уголковых отражателей вместе, получится катафот, отражающий назад свет автомобильных фар. Катафот размером побольше доставили на Луну американские астронавты, а затем астрономы светили на него с Земли лазером, ловили отражение и по времени прохождения светового сигнала рассчитывали расстояние до Луны.

Сейчас оно измеряется с точностью до нескольких сантиметров.

А вот как удаётся попасть лазерным пучком в небольшой по размерам отражатель, вы узнаете из нашего нового ролика «Многократное отражение света».

Радуйтесь вместе с нами всем этим зеркальным и зазеркальным красотам и не забывайте ставить лайки!

--------------------------------------------

Выпуск создан при поддержке «Онлайн Гимназии №1» – обучение с 5 по 11 класс. Живые онлайн-уроки. Аттестат государственного образца.

Записаться на бесплатный школьный день и получить 7 дней доступа к обучающей платформе.