ВсОШ 2008, Зонален етап, 9–11 клас — Задача 2. Угол между зеркалами
XLII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Окружной этап. Экспериментальный тур
Условие
9 класс
Определите двугранный угол между зеркалами с наибольшей точностью.
Оборудование. Система из двух зеркал, измерительная лента, 3 булавки, лист картона.
Рекомендации для организаторов. Для установки требуются 2 зеркала размером приблизительно см и 5 прямоугольных пластинок из оргстекла. Зеркала должны составлять двугранный угол и быть помещены в «домик» из оргстекла (рис. 2).

[l] Таким образом, «домик» открыт с одной стороны. Конструкция должна быть достаточно жёсткой, для чего все элементы конструкции необходимо склеить. Для точной выдержки угла удобно сделать треугольный шаблон. В качестве измерительной ленты лучше взять нежёсткий швейный сантиметр без миллиметровых делений длиной в 150 см. Размер картона должен быть порядка см, он должен быть достаточно плотным, чтобы булавки хорошо втыкались в него и надёжно держались.
Отговори
Решение
При трёхкратном отражении от зеркал, луч может вернуться по тому же самому пути. Тогда он претерпевает одно отражение под углом . Рассмотрим два таких луча, падающих на оба зеркала. Из геометрических построений можно найти, что угол между ними (рис. 6), где — угол между зеркалами.

Таким образом, требуется выставить булавку примерно посередине и вблизи зеркал. Затем выставить булавку так, чтобы она, её отражение и булавка лежали на одной прямой. Аналогично выставляем булавку . Для увеличения точности булавки и надо выставить подальше от . Измерим расстояния , и . Угол найдём по формуле косинусов:
А угол .
Оригинал в Архива: ok08E.pdf