Fragenbank: Geometrische Optik: Reflexion

Ein Beobachter, der 1,5 m von einem vertikalen Flachenspiegel entfernt ist, nimmt sein im Spiegel reflektiertes Bild in einer Entfernung von 0,5 m zum Spiegel wahr. Wenn man das Licht als einen Strahl von parallelen Lichtstrahlen betrachtet und der Brechungsindex der Luft ungefähr 1 ist, berechne den Winkel, den der einfallende Lichtstrahl mit dem Spiegel bildet, und erkläre, basierend auf dem Reflexionsprinzip, warum das gebildete Bild scheint, sich in einer anderen Entfernung vom Spiegel zu befinden als die des Beobachters. Bei deiner Berechnung benutze die trigonometrische Beziehung sin(θ) = Gegenkathete / Hypotenuse und die Tatsache, dass der Reflexionswinkel für einen Einfallswinkel θ ebenfalls θ ist.

Ein monochromatischer Lichtstrahl trifft schräg auf die Oberfläche eines ebenen Spiegels und bildet einen Winkel von 30 Grad zur Normalen der Oberfläche. Die Oberfläche des Spiegels ist sehr gut poliert und absorbiert keine Strahlung. Das reflektierte Licht fällt auf eine sphärische konvergente Linse aus Glas, deren Brechungsindex 1,5 beträgt. Die Linse hat eine Brennweite von 20 cm und der Krümmungsradius ihrer reflektierenden Oberfläche beträgt 15 cm. Bestimmen Sie: 1) den Winkel, den das reflektierte Licht mit der Normalen der Spiegeloberfläche bildet; 2) die Brennweite der Linse unter Berücksichtigung des Reflexionseffekts auf die Lichtausbreitung; 3) die Position des vom Spiegel-Linsen-System erzeugten Bildes und ob dieses Bild real oder virtuell ist.

Ein Scheinwerfer eines Autos strahlt einen Lichtstrahl aus, der auf einen planaren Spiegel gerichtet ist, der sich in einem bestimmten Abstand befindet. Der Einfallswinkel zwischen dem Licht und der Oberfläche dieses planaren Spiegels beträgt 30 Grad. Wenn die Absicht darin besteht, dass das Licht auf das Objekt, das 5 Meter vom Spiegel entfernt ist, reflektiert wird, wie muss der Reflexionswinkel zwischen dem reflektierten Lichtstrahl und der Oberfläche des Spiegels sein?

Erklären Sie das Phänomen der Lichtreflexion und wie wir es in unserem Alltag wahrnehmen können. Erklären Sie außerdem, wie das Gesetz der Reflexion auf dieses Phänomen angewendet wird und geben Sie ein praktisches Beispiel.

Die Gesetze der Reflexion können auch verwendet werden, um das Verhalten von Lichtstrahlen an gekrümmten Oberflächen wie Linsen und konvexen sowie konkaven Spiegeln zu bestimmen. Gemäß diesen Gesetzen, wenn ein Lichtstrahl auf eine gekrümmte Oberfläche trifft, welche der folgenden Aussagen ist wahr?