سوال ۱۵ — سؤال ۱۵ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — دی ۱۴۰۴

مسیر کامل پرتوها مطابق شکل زیر است و زاویهٔ پرتو بازتابیده از آینهٔ $M_2$ با سطح این آینه $60^\circ$ است.

طبق قانون بازتاب، زاویهٔ تابش با زاویهٔ بازتاب برابر است (هر دو از خط عمود بر آینه اندازه گرفته می‌شوند). نتیجه این است که پرتو تابیده و پرتو بازتابیده با سطح آینه هم زاویه‌های برابر می‌سازند.

بازتاب از $M_1$: پرتو با سطح $M_1$ زاویهٔ $30^\circ$ می‌سازد (زاویهٔ تابش $60^\circ$). پس پرتو بازتابیده هم با سطح $M_1$ زاویهٔ $30^\circ$ می‌سازد و به سمت بالا و چپ، به طرف $M_2$ می‌رود.

رسیدن به $M_2$: دو آینه و پرتوِ بین آن‌ها یک مثلث قائم‌الزاویه می‌سازند. زاویهٔ گوشهٔ آینه‌ها $90^\circ$ و زاویهٔ پرتو با $M_1$ برابر $30^\circ$ است؛ پس زاویهٔ پرتو با سطح $M_2$:

$$180^\circ - 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ$$

بازتاب از $M_2$: پرتو با سطح $M_2$ زاویهٔ $60^\circ$ دارد، پس پرتو بازتابیده هم با سطح $M_2$ زاویهٔ $60^\circ$ می‌سازد (شکل بخش پاسخ).

پرتو نهایی موازی پرتو اولیه است ولی در جهت مخالف آن برمی‌گردد؛ این ویژگی همیشگیِ دو آینهٔ عمود بر هم است.