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106年
物理
第 37 題
如右圖所示，有一平面鏡，若將平面鏡順時針旋轉 15 度，但入射線之方向不變，則入射線與後來之反射線夾角為多少度？
- A 120
- B 100
- C 80
- D 60
思路引導 VIP
想像你正拿著手電筒照向一面鏡子且姿勢固定不動。如果此時有人幫你把鏡子稍微傾斜了一個微小的角度，這時垂直於鏡面的那條「無形的基準線」（法線）會如何移動？而這條基準線的移動，又是如何同時影響到入射光與反射光相對於它的位置呢？
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太棒了！你能精準選出 (A) 120 度，代表你對平面鏡旋轉時反射光線的動態變化掌握得很紮實。這類題目的核心在於理解「法線隨鏡面轉動」所帶來的連鎖反應，你顯然已經看透了這個幾何規律。
反射定律與角度倍增
當鏡面順時針旋轉 $\theta = 15^\circ$ 時，垂直於鏡面的「法線」也會隨之同步轉動 $15^\circ$。由於入射線的方向保持固定，這使得入射光與法線之間的夾角（入射角）增加了 $15^\circ$；而根據反射定律，反射角必須隨時與入射角保持相等，因此反射角同樣會增加 $15^\circ$。最終，入射線與反射線之間的總夾角會比原先增加 $2\theta$，即 $2 \times 15^\circ = 30^\circ$。結合原圖中的幾何關係（原夾角為 $90^\circ$），總夾角便增加為 $120^\circ$。
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