בעיות

1. שולחים קרן לייזר פעם אחת לעבר קיר ופעם אחת לעבר מראה. הסבר כיצד יוחזר האור בכל אחד מהמקרים.

2. שולחים קרן אור לבנה דקה לעבר משטח חלק, כך שנוצר תהליך של החזרה (בלבד). האם קרן האור תתפצל לפי קשת הצבעים?

3. שרטט את המשך הקרן. ציין מהי זווית הפגיעה במראה ומהי זווית ההחזרה ממנה. נתון: α = 30°

4. שרטט את המשך הקרן. ציין מהי זווית הפגיעה במראה ומהי זווית ההחזרה ממנה. נתון: α = 40°

5. קרן אור מוחזרת ממשטח חלק. הזווית בין הקרן המוחזרת לקרן הפוגעת היא 32.0°. מהי זווית הפגיעה ומהי זווית ההחזרה?

6. הוכח כי אלומת קרני אור מקבילות הפוגעות במראה מישורית - מוחזרות כאלומת קרני אור מקבילות.

להוסיף שרטוט

7. קרן אור פוגעת במערכת של שתי מראות מקבילות (ראה שרטוט). הוכח כי הקרן המוחזרת מהמראה השמאלית מקבילה לקרן הפוגעת.

8. קרן אור פוגעת במערכת של שתי מראות ניצבות. הוכח כי הקרן המוחזרת מהמערכת מקבילה לקרן הפוגעת.

9. עצם נקודתי נמצא בנקודה A, מול מראה מישורית. מסומנות ארבע קרני אור היוצאות מהעצם הנקודתי ופוגעות במראה. סמן את מיקום תמונת העצם במראה וסמן את הקרניים המוחזרות מהמראה.

10. הסבר מדוע מיקום תמונת עצם נקודתי לא תלוי בצבע העצם.

11. מול מראה מישורית מציבים שני עצמים: A ו- B.

א. העבר קרן אור היוצאת מ A, פוגעת במראה ומוחזרת אל B.

ב. העבר קרן אור היוצאת מ B, פוגעת במראה ומוחזרת אל A.

ג. לאור התוצאות שהתקבלו: אם B "רואה" את A במראה – האם A "רואה" את B במראה? איזה כלל מתקיים במקרה זה?

12. מול מראה מישורית מציבים 5 עצמים A-E וצופה K (הצופה רואה רק את התמונות במראה ולא את העצמים עצמם).

א. סמן את תמונות העצמים ותמונת הצופה במראה.

ב. סמן את שדה הראיה של הצופה במראה.

ג. את מי מהעצמים רואה הצופה במראה?

ד. העבר קרן אור היוצאת מעצם B, פוגעת במראה ומוחזרת אל הצופה.

13. הסבר את המושג "שדה ראיה" של צופה במראה.

14. צופה מביט במראה המוצבת על הקיר ממרחק מסוים (בניצב למראה). לאחר מכן הצופה מתקרב יותר אל המראה. באיזה מקרה שדה הראיה (לפי זווית הראיה) גדול יותר?

15. עצם נקודתי A ניצב מול מראה מישורית. סמן את האזור לפני המראה, ממנו ניתן לראות את A במראה.

16. מקור אור קווי AB נמצא מול מראה מישורית. סמן את האזור לפני המראה ממנו ניתן לראות את תמונת כל המקור הקווי במראה.

17. לוחם B רואה במראה מולו לוחם אויב A. לאיזו נקודה על המראה עליו לכוון קרן לייזר קטלנית כדי להשמיד את A?

18. יש לסמן את כל התמונות הנוצרות ממקור A במערכת המראות המקבילות.

19. אחת התמונות הנוצרות ממקור הנמצא בין שתי מראות מקבילות נצפה בנקודה A. היכן נמצא המקור?

20. יש לסמן את כל התמונות הנוצרות ממקור A במערכת המראות.

21. מול מערכת מראות מאונכות מציבים מקור A וצופה B. היכן רואה B את תמונת A, אם בכלל?

22. צופה מביט בדמות עצם נקודתי במראה מישורית. מסתירים חלק מהמראה, כך שהצופה עדיין רואה את דמות העצם. האם מיקום הדמות או בהירות הדמות כפי שנראית על ידי הצופה השתנתה?

23. צופה שגובהו 1.75 מטר מביט בדמותו המשתקפת במראה מישורית המותקנת על קיר אנכי. מה חייב להיות הגובה המרבי של תחתית המראה כך שיראה את נעליו? (הנח כי עיני הצופה הם בקצה ראשו) הוכח כי תשובתך אינה תלויה במרחק הצופה מהקיר.

24. הצג את המנגנון הבסיסי לפיו עין רואה עצם (ממשי) נקודתי. לפיכך הסבר מדוע העין (והמוח) לא מסוגלים להבדיל בין עצם (ממשי) לבין דמות מדומה.

25. הסבר מדוע בשעות הלילה (כאשר חשוך מחוץ לחדר), משתקפת תמונת החדר בחלון הזכוכית, בעוד בשעות האור - אין מבחינים בהשתקפות החדר.

26. ילד עולה על מגדל המציל בבריכת שחיה ומטיס עפיפון מעל הבריכה. גובה נקודת האחיזה של הילד בחוט העפיפון ביחס למי הבריכה הוא 3.00 מטר. אורך החוט הקשור לעפיפון הוא 10.0 מטר. ברגע מסוים חוט העפיפון יוצר זווית של 36.87°(sina=0.60) עם קו אופקי ("מעל האופק"). באיזו זווית ביחס לקו אופקי ("מתחת לאופק") רואה הילד את השתקפות העפיפון במים?

27. צופה מביט במראה שעל הקיר מולו ומבחין בזבוב הנמצא על קצה חוטמו. ברגע מסוים הזבוב עף לכיוון המראה. האם התמונה של הזבוב המשתקפת במראה מתקרבת או מתרחקת מהצופה? האם גודל המהירות של הזבוב שונה מגודל המהירות של דמותו המשתקפת במראה?

28. הוכח: גודל דמות של עצם כלשהו במראה מישורית (אורך, רוחב, נפח) שווה לגודל העצם עצמו.

29. צופה מביט במשטח מישורי ורואה השתקפות עמומה ומטושטשת (משטח כמו פורמייקה, לוח לבן). הסבר את התופעה.

תוצאות:

1. קיר הוא משטח מחוספס. קרן האור תתפזר "לכל הכיוונים". זה אומר שנראה נקודה מוארת על הקיר. מראה: הקרן תוחזר בצורה מסודרת לפי חוקי ההחזרה. לא נראה נקודה על המראה (אם היא נקיה).

2. חוקי ההחזרה זהים לכל הצבעים ולכן לא תהיה הפרדת צבעים.

3. β = 90 – αמשלימה ל- 90° . g = β זווית החזרה = זווית פגיעה. זווית פגיעה וזווית החזרה הן בנות 60°.

4. β = α זויות מתחלפות. g = β חוקי החזרה. זויות פגיעה והחזרה הן בנות 40°.

5. גם זווית פגיעה וגם זווית החזרה הן בנות 16°.

6. חסר

7. β = 90 – α משלימה לישרה. g = β חוקי החזרה. d = g מתחלפות. q = d חוקי החזרה. יוצא: q + d = g + β (מתחלפות בין מקבילים) – לכן מקבילים.

8. β = α משלימה לישרה. g = β חוקי החזרה. d = g משלימה לישרה (ניתן אחרת). q = d חוקי החזרה. התקבל: β + g + d + q = 180° (סכום חד צדדיות פנימיות) – לכן מקבילים.

9. ללא מילים.

10. מיקום תמונת עצם תלוי בחוקי ההחזרה, שהם זהים לכל הצבעים.

11. כדי להעביר קרן מ- A אל B: מסמנים את תמונת A: A' , מעבירים "קו ראיה" מהצופה B אל התמונה A' וכך מגלים את הנקודה C על המראה. עכשיו משלימים. באותה דרך מגלים את הקרן מ- B אל A. נראה שהמסלולים בדיוק הפוכים!

12. ללא מילים.

13. שדה ראיה של צופה במראה הוא האזור (שטח בבעיה דו-ממדית) שהצופה רואה "בתוך המראה".

14. כאשר הוא קרוב יותר.

15. מסמנים את תמונת A : A', משם מסמנים את "שדה הראיה" של A' בצד של A.

16. מסמנים את תמונות קצות המקור הקוי. מסמנים את האזור ממנו נראה כל קצה. התשובה היא האזור המשותף.

17. אל הנקודה C על המראה. אפשר גם: מכוון אל תמונת A.

18. ללא מילים.

19. ללא מילים.

20. ללא מילים.

21. רק את התמונה "האלכסונית" (רק היא בשדה הראיה של B).

22. לא

23. חצי מגובהו

24. עין יכולה "לראות" אלומה מתבדרת (מתפזרת). אלומה כזאת מתקבלת מעצם נקודתי וגם מדמות נקודתית מדומה.

25. רוב האור עובר דרך זכוכית (דקה) בעוד מעט אור מוחזר. בלילה כמעט לא עובר אור מהחוץ פנימה ולכן ניתן להבחין באור המוחזר מהחדר. ביום נכנס הרבה אור מהחוץ ולא ניתן להבחין במעט אור המוחזר.

26. 56.3°

27. הזבוב נראה לאדם כמתקרב אליו (מתרחק מדמותו). גודל מהירות הדמות כגודל מהירות הזבוב.

28. המרחק בין כל 2 נקודות שווה למרחק בין דמויותיהן.

29. מדובר במשטחים חלקים, אך לא מספיק חלקים להחזרה כמו מראה. חלק מהאור מוחזר (בערך) כמו מראה וחלק מתפזר כמו משטח מחוספס.