Вопрос школьника
На зеркало, движущееся в вакууме относительно инерциальной системы отсчёта (ИСО) со скоростью v , падает луч синего света. Какова будет скорость света в этой ИСО после отражения от зеркала, если угол падения луча равен 60? Скорость света в вакууме равна с.
Ответ от учителя
Согласно закону отражения света, угол падения равен углу отражения. Поэтому, если угол падения луча равен 60 градусам, то угол отражения также будет равен 60 градусам.
Скорость света в вакууме не зависит от системы отсчета, поэтому она останется равной с в ИСО, движущейся относительно вакуума со скоростью v.
Однако, из-за эффекта Доплера, частота света изменится в ИСО, движущейся относительно вакуума со скоростью v. Формула для расчета изменения частоты света в ИСО, движущейся со скоростью v, выглядит следующим образом:
f’ = f * (1 — v/c)
где f — частота света в вакууме, f’ — частота света в ИСО, движущейся со скоростью v, c — скорость света в вакууме.
Подставляя значения, получаем:
f’ = c * (1 — v/c) * f
f’ = c * (1 — v/c) * c/λ
где λ — длина волны света.
Так как мы знаем, что свет синего цвета имеет длину волны около 450 нм, то можем подставить это значение и получить:
f’ = c * (1 — v/c) * c/450 * 10^-9
f’ = (c^2 — v*c) / (450 * 10^-9)
Таким образом, скорость света в ИСО после отражения от зеркала будет равна c, а частота света изменится в соответствии с формулой, которую мы получили выше.
