Вопрос школьника
На какой угол необходимо повернуть площадку, чтобы её освещённость уменьшилась вдвое по сравнению с освещённостью при нормальном падении лучей?
Ответ от учителя
Для ответа на данный вопрос необходимо учитывать закон сохранения энергии света, который гласит, что количество энергии света, падающего на поверхность, равно количеству энергии света, отраженного от поверхности и поглощенного ею.
При нормальном падении лучей на площадку, освещенность ее поверхности равна количеству энергии света, падающего на ее единичную площадку. Если повернуть площадку на угол α, то падающие на нее лучи будут падать под углом α к нормали, что приведет к уменьшению количества энергии света, падающего на ее единичную площадку.
Для того чтобы освещенность площадки уменьшилась вдвое, необходимо уменьшить количество энергии света, падающего на ее единичную площадку в два раза. Это можно достичь, если угол поворота площадки будет равен углу, при котором падающие на нее лучи будут падать под углом α = arccos(1/2) ≈ 60 градусов к нормали.
Таким образом, для того чтобы уменьшить освещенность площадки вдвое, необходимо повернуть ее на угол около 60 градусов относительно нормального положения.
