Номер 8, страница 135 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

8. Почему отражение Луны на поверхности озера, покрытого рябью, кажется удлиненным?

Это оптическое явление, известное как "лунная дорожка", объясняется законами отражения света от неровной поверхности воды. Чтобы понять, почему отражение вытягивается, рассмотрим два случая.

1. Идеально гладкая поверхность.

Если бы поверхность озера была совершенно спокойной и гладкой, она работала бы как одно большое плоское зеркало. Лучи света от такого далекого объекта, как Луна, приходят на Землю практически параллельным пучком. Согласно закону зеркального отражения ($ \alpha_{падения} = \alpha_{отражения} $), все параллельные падающие лучи отразились бы от плоской поверхности также в виде параллельного пучка. В результате наблюдатель увидел бы одно четкое, круглое и неискаженное отражение Луны в одной точке на воде.

2. Поверхность, покрытая рябью.

Рябь на воде — это множество мелких волн. Поверхность каждой такой волны не является плоской. Ее можно представить как совокупность огромного количества маленьких плоских площадок-зеркал, наклоненных под разными углами к горизонту.

Когда параллельные лучи от Луны падают на такую неровную поверхность, каждая маленькая площадка-зеркало отражает свет в своем направлении. Глаз наблюдателя воспринимает свет только от тех участков воды, которые наклонены под строго определенным углом, необходимым для того, чтобы отразить луч от Луны точно в глаз наблюдателя.

Совокупность всех этих блестящих точек, от которых свет отражается в глаза, и формирует видимую дорожку. Она вытягивается в направлении от наблюдателя к горизонту, потому что в этом направлении существует множество участков волн на разном расстоянии, чей наклон подходит для отражения света к наблюдателю. Волны, находящиеся ближе к берегу, должны иметь больший угол наклона, а волны, находящиеся дальше, — меньший, чтобы направить свет в одну и ту же точку (глаз наблюдателя). В то же время, участков с подходящим наклоном влево или вправо от этой линии гораздо меньше. В результате множество отдельных бликов сливаются в единую вытянутую, вибрирующую полосу света.

Ответ: Отражение Луны кажется удлиненным, так как рябь на воде создает множество маленьких зеркал (склонов волн) с различными углами наклона. Наблюдатель видит не одно отражение, а совокупность множества бликов от тех участков волн, которые расположены на одной линии от него и наклонены под правильным углом, чтобы отразить свет Луны ему в глаза. Эти блики, находящиеся на разном расстоянии от наблюдателя, сливаются в единую вытянутую световую дорожку.