ID: 00017726
Луч света 1 падает на поверхность горизонтального зеркала A под углом \alpha=20^\circ к вертикальной нормали (см. рисунок слева). Отражаясь от зеркала A, луч попадает на зеркало B, расположенное горизонтально над точкой падения. Сначала зеркала B и C расположены горизонтально. Затем их поворачивают: зеркало B — на угол \beta\lt \alpha против часовой стрелки, а зеркало C устанавливают вертикально (см. рисунок справа).
Определите характер изменения угла отражения луча при отражении его от зеркала B и от зеркала C.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Угол отражения всегда равен углу падения, а угол падения — это угол между лучом и нормалью к зеркалу. Луч 1 и зеркало A не трогают, поэтому луч, идущий от A к зеркалам B и C, остаётся прежним. Меняется только наклон самих зеркал B и C — а значит, меняется угол между этим лучом и их нормалями.
Сначала B горизонтально, и луч от A падает на него под тем же углом \alpha к вертикальной нормали (по симметрии отражения от A). Когда B поворачивают на угол \beta против часовой стрелки, его нормаль тоже поворачивается на \beta. Луч приходит к B слева сверху, а нормаль уходит в другую сторону, поэтому угол между лучом и нормалью складывается: новый угол падения \alpha+\beta. Раз он стал больше, угол отражения от B увеличился (1).
Когда B повернули, отражённый от него луч пошёл круче вниз-вправо и попадает на зеркало C. Раньше C было горизонтальным, и угол отражения на нём был \alpha=20^\circ. Теперь C стоит вертикально, его нормаль горизонтальна. Если проследить ход луча после поворота B (например, при \alpha=20^\circ, \beta=10^\circ), луч приходит на вертикальное зеркало под углом около 50^\circ к его горизонтальной нормали. Это заметно больше прежних 20^\circ, поэтому угол отражения от C тоже увеличился (1).
Подвох в том, что изменился не луч, а ориентация зеркал: поворот зеркала на угол \beta меняет угол падения на ту же величину, а постановка C вертикально резко увеличивает угол между лучом и новой (горизонтальной) нормалью.
Ответ: 11