Как построить изображение в плоском зеркале

• в быту (по нескольку раз в день мы проверяем, хороши мы выглядим);
• в автомобилях (зеркала заднего вида);
• в аттракционах (комната смеха);
• в медицине (в частности в стоматологии) и во многих других сферах, особый интерес представляет перископ;
• перископ (применяют для наблюдения с подводной лодки или из окопов), демонстрация прибора, в том числе и самодельного.

Учитель: Вспомним, что мы сегодня изучили на уроке?

Что такое зеркало?

Какими свойствами оно обладает?

Как построить изображение предмета в зеркале?

Какие свойства учитываем при построении изображения предмета в зеркале?

Что такое перископ?

Деятельность учащихся: отвечают на поставленные вопросы.

Домашнее задание: §64 (учеб. Перышкин А. В. 8 класс), записи в тетради изготовить перископ по желанию № 1543, 1549, 1551,1554 (задачник Лукашик В. И.).

Учитель: Продолжите фразу …

Рефлексия:
Сегодня на уроке я научился …
Сегодня на уроке мне понравилось …
Сегодня на уроке мне не понравилось …

Выставление оценок за урок (выставляют учащиеся, объясняя при этом, почему ставят именно такую оценку).

Используемая литература :

1. Громов С. В. Физика: Учеб. для общеобразоват. учеб. учреждений/ С. В. Громову, Н. А. Родина. – М.: Просвещение, 2003.
2. Зубов В. Г., Шальнов В. П. Задачи по физике: Пособие для самообразования: Учебное руководство.– М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985 г.
3. Каменецкий С. Е., Орехов В. П. Методика решения задач по физике в средней школе: Кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1987.
4. Колтун М. Мир физики. Издательство “Детская литература”, 1984.
5. Марон А. Е. Физика. 8 класс: Учебно-методическое пособие / А. Е. Марон, Е. А. Марон. М.: Дрофа, 2004.
6. Методика преподавания физики в 6–7 классах средней школы. Под ред. В. П. Орехова и А. В. Усовой. М., “Просвещение”, 1976.
7. Перышкин А. В. Физика. 8 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений.– М.: Дрофа, 2007.

Решение задач на отражение света плоским зеркалом

Вы уже ознакомились с уроками «Отражение света» и «Плоское зеркало«. На этих уроках мы рассматривали природу такого явления, как отражения света, и получение изображения в плоском зеркале.

На данном уроке вы познакомитесь с примерами задач на отражение света от плоского зеркала и их решениями.

Задача №1

Плоское зеркало повернули на угол $\varphi = 16 \degree$ вокруг оси, лежащей в плоскости зеркала. На какой угол $\eta$ повернется отраженный зеркалом луч, если направление падающего луча осталось неизменным?

Построим к задаче чертеж (рисунок 1). Обозначим плоское зеркало в начальном положении, как $AB$. Проведем перпендикуляр к его поверхности — $CO$. Отметим угол $\varphi$, на который зеркало повернули, и обозначим его новое положение, как $A_1B_1$. Перпендикуляр поворачивается вместе с зеркалом на угол $\varphi$ — $OC_1$.

Также обозначим на рисунке падающий луч $DO$ и угол падения $\alpha$. После поворота зеркала падающий луч не меняет своего направления. Луч $OE$ отражается от зеркала под углом отражения $\beta$. После поворота зеркала угол отражения отклонится от прежнего положения на угол $\eta$.

Показать решение и ответ

Решение:

Рассмотрим углы падения и отражения после поворота зеркала. Из рисунка видно, что новый угол падения составляют изначальный угол падения $\alpha$ и угол поворота зеркала $\varphi$ (так как перпендикуляр повернулся на тот же угол):
$\angle DOC_1 = \alpha + \varphi$.

Теперь рассмотрим новый угол падения:
$\angle C_1OE_1 = (\beta — \varphi) + \eta$.

По закону отражения света: $\beta = \alpha$.

Тогда мы можем записать:
$\angle C_1OE_1 = \alpha — \varphi + \eta$.

Закон преломления действует и после поворота зеркала. Значит,
$\angle DOC_1 = \angle C_1OE_1$.

Подставим выражения полученные выше:
$\alpha + \varphi = \alpha — \varphi + \eta$.

Выразим отсюда угол, на который отклонился отраженный луч:
$\eta = \alpha + \varphi — \alpha + \varphi = 2 \varphi$.

Рассчитаем этот угол:
$\eta = 2 \cdot 16 \degree = 32 \degree$.

Ответ: $\eta = 32 \degree$.

Задача №2

Угол между плоским зеркалом и падающим на него лучом составляет $30 \degree$. Чему равны углы падения и отражения луча?

Сделаем чертеж (рисунок 2). Опустим на поверхность зеркала $MN$ перпендикуляр $CO$. Обозначим падающий луч как $AO$, а отраженный луч — $OB$. Отметим угол падения $\alpha$ и угол отражения $\beta$. Угол между зеркалом и падающим лучом обозначим буквой $\varphi$.

Показать решение и ответ

Решение:

Сделав правильный чертеж, решить такую задачу очень просто. Из него видно, что:
$\alpha = 90 \degree — \varphi = 90 \degree — 30 \degree = 60 \degree$.

По закону отражения света:
$\beta = \alpha = 60 \degree$.

Ответ: $\alpha = \beta = 60 \degree$.

Задача №3

На стене вертикально висит зеркало, как показано на рисунке 3. Не смотря на то, что зеркало не достает до пола, динозаврик может видеть свое отражение в полный рост. Какая длина у зеркала? Рост динозавра 152 см, а расстояние от его глаз до верхней части головы 10 см.

Показать решение и ответ

Решение:

Как вам известно, изображение в плоском зеркале любого предмета образуется от поверхности зеркала на том же расстоянии, что и сам предмет. При этом размеры изображения предмета равны по размеру самому предмету. Видим мы это изображение, когда световые лучи попадают нам в глаз.

Используя эту информацию, сделаем чертеж для решения этой задачи (рисунок 4).

• Точка $A$ — это глаз динозавра, в который попадает изображение в зеркале
• $EG$ — плоское зеркало
• $AB$ — световой луч, попадающий в глаз, от верхней точки головы динозавра
• $AD$ — световой луч, попадающий в глаз, от нижней точки ног динозавра
• $AC$ — световой луч, соединяющий глаз динозавра и его изображение в плоском зеркале. Он будет проходить перпендикулярно зеркалу.

Отрезок $BD$ равен росту динозавра. Он состоит из двух отрезков: $BC$ и $CD$.
$BC = 10 \space см$ — расстояние от верхней точки головы до глаз.
$CD = 152 \space см — 10 \space см = 142 \space см$ — расстояние от глаз до нижнего края ног.

Сначала рассмотрим треугольники $AEF$ и $ABC$. Они будут подобны друг другу по двум углам: $\angle EFA = \angle BCA = 90 \degree$ и $\angle EAF = \angle BAC$ (это один и тот же угол для двух треугольников).

Определим коэффициент подобия:
$AF = k \cdot AC$.

Расстояния от предмета до зеркала и его изображения до зеркала равны. Поэтому $AC = 2AF$.
Тогда, $AF = k \cdot 2AF$.
Значит, $k = \frac$.

Зная коэффициент подобия $k$, запишем соотношение для других сходственных сторон:
$EF = k \cdot BC = \frac \cdot 10 \space см = 5 \space см$,
т. к. по условия расстояние от глаза до верхней точки головы составляет $10 \space см$. Это утверждение справедливо и для изображения динозавра.

Теперь рассмотрим треугольники $AFG$ и $ACD$. Они также будут подобны по двум углам, и коэффициент подобия будет равен $k = \frac$.

Тогда, $FG = k \cdot CD = \frac \cdot 142 \space см = 71 \space см$.

Теперь мы можем найти длину зеркала:
$EG = h = EF + FG = 5 \space см + 71 \space см = 76 \space см$.

Ответ: $h = 76 \space см$.

Задача №4

Две лампочки находятся в точках $A$ и $B$, как показано на рисунке 5. Постройте такое положение глаза человека перед зеркалом, при котором он увидит изображения лампочек совмещенными.

Показать построение и пояснения

Построение:

Изначально нам необходимо построить изображения этих светящихся точек (лампочек).

Из точки $A$ опустим перпендикуляр на плоское зеркало и продолжим его за зеркало. Отложим на нем расстояние по другую сторону зеркала, равное расстоянию от точки $A$ до зеркала. Получим изображение светящейся точки $A_1$.

То же самое проделаем для точки $B$ и получим ее изображение $B_1$ (рисунок 6).

В условии задачи сказано, что изображения этих точек совпадут друг с другом. Мы же видим изображения, когда нам в глаз попадают световые лучи от этих точек. Это означает, что луч должен быть один сразу для обоих точек.

Соединим точки $A_1$ и $B_1$ друг с другом и продолжим эту прямую. Со стороны от зеркала, где находятся лампочки, мы можем поставить точку на этой прямой на любом расстоянии от зеркала. Так мы получили точку $E$ — положение глаза наблюдателя, при котором он увидит лампочки совмещенными друг с другом.

Задача №5

Солнечные лучи образуют с поверхностью стола угол $\varphi = 50 \degree$ (рисунок 7). Под каким углом к поверхности стола надо расположить зеркало, чтобы направить солнечный зайчик в горизонтальном направлении?

Показать решение и ответ

Решение:

Условие задачи говорит, что отраженный луч (солнечный зайчик) должен идти горизонтально. В таком случае у него может быть два направления: горизонтально влево и горизонтально вправо. Решим задачу для обоих случаев.

1. Сначала рассмотрим ситуацию, где отраженный луч пойдет горизонтально вправо. Сделаем чертеж (рисунок 8).

• $MN$ — поверхность стола
• $AB$ — плоское зеркало
• $DO$ — падающий луч
• $\alpha$ — угол падения
• $\varphi$ — угол, образованный падающим лучом и поверхностью стола. Мы обозначили его, используя продолжение отраженного стола, параллельному столу. В этом случае продолжение отраженного луча и поверхность стола — две параллельные прямые, а падающий луч — секущая. Соответственные углы равны
• $OE$ — отраженный луч
• $\beta$ — угол отражения
• $OC$ — перпендикуляр, опущенный в точку падения луча на поверхность зеркала
• $\eta$ — искомый луч наклона зеркала

Из чертежа видно, что:
$\varphi + \alpha + \beta = 180 \degree$.

По закону отражения света: $\alpha = \beta$. Тогда,
$\varphi + 2 \alpha = 180 \degree$,
$\alpha = \frac = 65 \degree$.

Снова рассматривая $AB$ как секущую двух параллельных прямых, мы можем сказать, что $\angle EOB = \eta$.

Тогда, $\eta = \angle EOB = 90 \degree — \beta = 90 \degree — \alpha = 90 \degree — 65 \degree = 25 \degree$.

1. Рассмотрим второй случай, когда отраженный луч пойдет горизонтально влево. Так же сделаем чертеж (рисунок 9).

• $MN$ — поверхность стола
• $AB$ — плоское зеркало
• $DO$ — падающий луч
• $\alpha$ — угол падения
• $\varphi$ — угол, образованный падающим лучом и поверхностью стола. Мы обозначили его, используя продолжение отраженного стола, параллельному столу. В этом случае продолжение отраженного луча и поверхность стола — две параллельные прямые, а падающий луч — секущая. Соответственные углы равны
• $OE$ — отраженный луч
• $\beta$ — угол отражения
• $OC$ — перпендикуляр, опущенный в точку падения луча на поверхность зеркала
• $\eta$ — искомый луч наклона зеркала

Рассмотрим $\angle COA$. Это прямой угол, образованный перпендикуляром $OC$ и поверхностью зеркала $AB$. Он состоит из двух углов: $\beta$ и $\angle EOA$. Угол $\eta$ и $\angle EOA$ равны друг другу, т .к. это накрест лежащие углы, образованные секущей и двумя параллельными прямыми.

По закону отражения света: $\alpha = \beta$.
Из чертежа: $\varphi = \alpha + \beta = 2 \alpha$. Т.е., $\alpha = \frac$.

Тогда,
$\eta = \angle EOA = \angle COA — \beta = \angle COA — \alpha = \angle COA — \frac = 90 \degree — \frac = 65 \degree$.

Ответ: $\eta_1 = 25 \degree$, $\eta_2 = 65 \degree$.

Плоское зеркало

Из прошлых уроков вы уже знаете, что свет распространяется прямолинейно в однородной среде, а при столкновении с какой-либо поверхностью — отражается.

Один из видов отражения называется зеркальным. При слове «зеркало» мы представляем себе плоское стекло, на одну сторону которого нанесено специальное покрытие, содержащее серебро. Но в физике зеркалом может считаться любой предмет, имеющий гладкую плоскую поверхность.

У зеркал есть одна интересная особенность, которая нас и будет интересовать в этом уроке. Мы видим в зеркале отражения — себя и окружающих нас предметов.

Мы же видим предметы благодаря свету, но предметы в зеркале — ненастоящие. Что происходит на самом деле? Как это объясняет физика? На данном уроке вы узнаете много нового и интересного о, казалось бы, такой простой и привычной вещи, как зеркало.

Изображение в плоском зеркале

Плоское зеркало — это плоская поверхность, зеркально отражающая свет.

Рассмотрим изображение, которые мы получаем с помощью него.

Возьмем плоское зеркало $MN$ (рисунок 1). У нас есть источник света $S$, от которого идет расходящийся пучок света. Мы изобразим его с помощью расходящихся лучей $SO$, $SO_1$ и $SO_2$.

Рассмотрим все лучи по очереди:

• Луч $SO$
  Луч достигает зеркала и отражается. Угол падения равен $0 \degree$, значит (по закону отражения света) угол отражения тоже будет равен $0 \degree$. Отраженный луч $OS$ совпадает с лучом $SO$, но имеет другое направление

• Луч $SO_1$
  Этот луч падает на зеркало под углом $\alpha_1$ и отражается под углом $\beta_1$. По закону отражения: $\angle \beta_1 = \angle \alpha_1$

• Луч $SO_2$
  Данный луч падает на плоское зеркало под углом $\alpha_2$ и отражается под углом $\beta_2$ ($\angle \beta_2 = \angle \alpha_2$)

Мы видим, что в глаз попадет расходящийся пучок света, который определяют лучи $SO_1$ и $SO_2$.

А теперь продолжим все отраженные лучи за зеркало. Они сойдутся в точке $S_1$. Эта точка называется мнимым изображением точки $S$.

Изображение в плоском зеркале называют мнимым, так как оно получается в результате пересечения не реальных лучей света, а их воображаемых продолжений.

В итоге, получается, что в глаз попадает расходящийся пучок света, исходящий как будто бы из точки $S_1$. Но в этой точке сходятся не сами лучи, а только их продолжения. В действительности изображения в этой точке нет: нам только кажется, что из этой точки исходят лучи.

Построение мнимого изображения светящейся точки

Источник света, подобный тому, что мы рассмотрели выше, принято называть светящейся точкой (точка $S$ на рисунке 1). Построить мнимое изображение такой точки очень просто.

На рисунке 1 мы описали пучок света с помощью трех лучей, чтобы обратить ваше внимание на то изображение, которое попадает в глаза. Для построения такого изображения на чертеже нам хватит выделить всего два луча:
1. Луч, перпендикулярный зеркалу
2. Луч, падающий под углом

Второй луч мы выбираем удобным для нас образом, чтобы он попадал на зеркало под каким-то углом падения $\alpha$.

Итак, возьмем светящуюся точку $S$ и плоское зеркало $MN$ (рисунок 2).

Из точки $S$ опустим перпендикуляр на зеркало. Мы отметили первый луч $SA$. Отраженный луч будет совпадать с ним, но иметь обратное направление — $AS$.

Отметим второй луч — $SB$, он падает на поверхность зеркала под углом $\alpha$. Опустим на поверхность зеркала перпендикуляр $BC$ и отложим от него угол $\beta$, по закону отражения света равный углу $\alpha$. Мы получили отражённый луч $CD$.

Теперь необходимо продолжить лучи $AS$ и $CD$ за зеркало до их пересечения. Точка их пересечения $S_1$ — это мнимое изображение светящейся точки $S$.

Расположение и размеры предмета и его мнимого изображения относительно зеркала

Используя признаки равенства треугольников на рисунке 1, мы можем доказать, что $S_1O = OS$. То же самое можно проделать и с отрезками $AS$ и $AS_1$ на рисунке 2. Значит, изображение предмета находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположен перед зеркалом.

Подтвердим этот факт простым, но очень показательным опытом. Возьмем обычную линейку и вертикально укрепим на ней кусок плоского стекла, как на рисунке 3.

Стекло будет являться полупрозрачным зеркалом. С одной его стороны мы видим зеркальное отражение предметов, а с другой — то, что происходит за этим стеклом.

Также у нас имеются две одинаковые свечи. Одну поставим на расстоянии 3 см от зеркала и зажжем. Мы видим ее отражение в зеркале. Кажется, что оно находится позади стекла.

Наша задача — разместить вторую свечу с другой стороны зеркала так, чтобы она тоже казалась зажженой. Передвигая ее, найдем это положение.

Что мы получили? Незажженная свеча находится именно в том месте, где наблюдается изображение горящей свечи (рисунок 3, а). А теперь взгляните на линейку — за зеркалом свеча находится тоже на 3 см от него. Расстояние от свечи до стекла и от ее изображения до стекла одинаковы.

Итак, мы подошли к интересному выводу.

Мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на том же расстоянии от зеркала, на каком находится сам предмет.

Из этого опыта также очевидно, что высота изображения свечи равна высоте самой свечи (рисунок 3, б). Ведь, передвигая свечу за зеркалом, мы добились того, что она полностью совпала с изображением зажженной свечи.

Размеры изображения предмета в плоском зеркале равны реальным размерам предмета.

Из своего жизненного опыта каждый из нас знает, что когда мы смотрим на изображение предмета в зеркале, мы видим его симметричную форму (рисунок 4).

Это означает, что в зеркале «право» и «лево» меняются местами. Например, зеркальное изображение левой руки представляет для нас как бы правую руку.

Давайте подведем итоги.

Изображение предмета в плоском зеркале:

• Мнимое (находится на пересечении продолжений лучей, а не самих лучей)
• Прямое (не перевернутое)
• Равное по размеру самому предмету
• Находится за зеркалом на таком же расстоянии, как и предмет перед ним
• Симметричное предмету

Построение мнимого изображения предмета

Вы уже узнали определение плоского зеркала и установили его свойства. Теперь давайте рассмотрим, как самостоятельно построить мнимое изображение любого предмета в зеркале.

На чертеже у нас есть плоское зеркало и предмет $AB$ (рисунок 5).

Начнем построение изображения. Для этого опустим из точки $A$ перпендикуляр $АС$ на плоское зеркало. Теперь измерим и зафиксируем длину этого отрезка ($AC$).

Продлим отрезок $AC$ за зеркало и отложим расстояние, равное его длине. Так мы получили точку $A_1$ — мнимое изображение точки $A$.

Проделаем то же самое с точкой $B$. Опустим перпендикуляр на зеркало, продолжим и на определенном расстоянии отметим точку $B_1$.

Теперь осталось только соединить две полученные точки. Так мы получили мнимое изображение $A_1B_1$ предмета $AB$.

Пример задачи

Солнечные лучи при падении образуют с горизонтом угол $\varphi = 40 \degree$. Под каким углом к горизонту нужно расположить плоское зеркало, чтобы отраженные лучи пошли вертикально вверх?

Дано:
$\varphi = 40 \degree$

$\eta — ?$

Для решения задачи нам понадобится рисунок 6.

Как мы получили такую картинку? Давайте разберемся.

Первым делом проводим линию горизонта $MN$ и отмечаем наш источник света ($S$). Солнечные лучи представим в виде одного падающего луча $SO$. Отмечаем угол между падающим лучом и линией горизонта — угол $\varphi$.

Теперь нарисуем отраженный луч $OD$. По условию задачи $OD \perp MN$.

По закону отражения света угол падения равен углу отражения. Поэтому мы разделим угол, образованный на картинке падающим и отраженными лучами, пополам — проведем биссектрису $OC$. Отметим угол падения $\alpha$ и угол отражения $\beta$.

Теперь вспомните, как мы строим отражённый луч. Для этого мы проводим перпендикуляр к отражающей поверхности. В нашем случае, эта поверхность — это зеркало, а перпендикуляр у нас уже есть — $OC$. Значит, поверхность зеркала должна располагаться перпендикулярно этому отрезку.

Таким образом изобразим на рисунке зеркало и отметим искомый угол $\eta$.

Теперь можно приступать к решению задачи.

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Из условия задачи $OD \perp MN$, $\angle MOD = 90 \degree$.

Из рисунка мы видим, что $\angle MOD$ составляют два угла: $\angle MOS$ и $\angle SOD$.
Значит, $\angle SOD = 90 \degree — \varphi$.
$\angle SOD = 90 \degree — 40 \degree = 50 \degree$.

По закону отражения света $\angle \alpha = \angle \beta$. Именно эти два угла и составляют $\angle SOD$. Выразим этот угол через углы падения и отражения:
$\angle SOD = \alpha + \beta = 2\alpha$.

Теперь мы можем найти угол $\alpha$:
$\alpha = \frac = \frac = 25 \degree$.

Рассмотрим прямоугольный треугольник $OCA$.
$\angle COA = 90 \degree$.
С другой стороны:
$\angle COA = \eta + \varphi + \alpha$.

Отсюда найдем угол $\eta$:
$\eta = \angle COA — \varphi — \alpha = 90 \degree — 40 \degree — 25 \degree = 25 \degree$.

Ответ: $\eta = 25 \degree$.

Применение плоских зеркал

В повседневной жизни нас окружает множество плоских зеркал. Они нашли очень широкое применение как в быту, так и в технике.

Например, плоские зеркала используют в фарах различных автомобилей, прожекторов. И помимо этого, мы можем упомянуть и о дорожных и автомобильных зеркалах (боковых и заднего вида). Многие оптические приборы содержат в своем устройстве одно или несколько зеркал: объективы фотоаппаратов, лазеры, телескопы, перископы).

Перископ — это специальный прибор для наблюдения за поверхностью моря с подводной лодки, идущей на небольшой глубине (рисунок 7).

Простейший перископ представляет собой трубу, в углах которой расположены зеркала. Они наклонены относительно трубы на $45 \degree$. Сделано это для изменения хода световых лучей. Благодаря этому человек, находящийся у нижнего края трубы может видеть то, что находится у ее верхнего края.

Также в настоящее время зеркала используются в дизайне интерьеров. С их помощью создается иллюзия пространства — большой объем в небольших помещениях.

Интересный прием с зеркалами используют в магазинах. Один предмет помещают между несколькими зеркальным поверхностями, и создается впечатление, что предмет не один, а их много. Это возможно, если установить зеркала под определенным углом $\alpha$ друг к другу. Здесь работает формула, позволяющая рассчитать количество изображений $n$: $n = \frac$.

Изображение в плоском зеркале

В быту широко используются различные зеркала. Однако мало кто задумывается, почему в зеркале возникает изображение, и почему оно находится именно в данном месте. Разберем явление возникновения изображения в зеркале подробнее.

Действие плоского зеркала

Идеальное плоское зеркало – это плоскость, полностью отражающая все падающие на нее лучи света в соответствии законом отражения. Напомним, закон отражения гласит, что отраженный луч лежит в плоскости, задаваемой падающим лучом и перпендикуляром к зеркалу, восстановленным из точки падения луча; угол между перпендикуляром и отраженным лучом равен углу между перпендикуляром и падающим лучом.

Для построения отраженного изображения точки достаточно проследить путь двух произвольных лучей, которые вышли в разных направлениях из этой точки, и отразились в зеркале. Если лучи пересекутся после отражения, то в точке пересечения возникнет реальное изображение исходной точки. Если лучи не пересекутся после отражения – то их продолжения пересекутся «за зеркалом», изображение будет мнимым.

Два луча обязательно пересекутся либо до, либо после отражения в плоском зеркале, это определяется законом отражения и тем, что оба они вышли из одной точки, а значит, изначально лежали в одной плоскости.

Изображение точки в зеркале

Для построения изображения точки S в зеркале, проследим за двумя лучами, выходящими из этой точки в разных направлениях.

После отражения оба лучи расходятся, следовательно, зеркало не даст реального изображения.

Однако, если построить продолжение отраженных лучей «в зазеркалье», то они пересекутся в некоторой точке S’. Поскольку эта точка находится на пересечении продолжений лучей, то изображение получается мнимым, световая энергия в эту точку не поступает.

Используя закон отражения, можно доказать, что треугольник, образованный лучами до отражения и треугольник, образованный продолжением лучей «в зазеркалье» равны по двум углам и общей стороне (зеркалу, от которого происходит отражение).

А значит, и треугольник, образованный лучом, вышедшим из S, зеркалом и перпендикуляром к зеркалу, опущенным из S, равен треугольнику, образованному продолжением отраженного луча, приходящим в S’, зеркалом и перпендикуляром к зеркалу, опущенным из S’. Отсюда следует, что перпендикуляры из S и из S’ равны и представляют собой одну прямую.

Таким образом, изображение в плоском зеркале S’ точки S будет мнимым, оно будет находиться «в зазеркалье», на продолжении перпендикуляра к зеркалу, опущенному из S, на таком же расстоянии (симметрично относительно зеркала).

Изображение предмета в зеркале

Зная процесс формирования изображения для одной точки, можно построить изображение любого объекта, построив изображение всех его точек.

Для плоского зеркала задача упрощается за счет того, что изображение всех точек предмета находится симметрично относительно зеркала. А значит, изображение предмета в плоском зеркале не будет иметь искажений, будет мнимым, будет находиться «в зазеркалье» на таком же расстоянии от плоскости зеркала, как и исходный объект, но при этом будет зеркально обращено.

Хотя кажется, что изображение, которое дает зеркало, идентично исходному предмету, это не совсем так. Отраженное изображение меняет местами правую и левую стороны. Посмотрите циферблат часов, отражающихся в зеркале, на буквы в отражении книг – вы увидите разницу. Наконец, попытайтесь писать текст, глядя в зеркало, так, чтобы в зеркале читались слова – убедитесь, что это не так-то просто.

Что мы узнали?

Изображение точки в плоском зеркале является мнимым, и находится на линии перпендикуляра, опущенного из точки к плоскости зеркала на расстоянии равном расстоянию от зеркала до точки. Изображение объекта в зеркале также мнимое, зеркально симметричное и находится на таком же расстоянии от зеркала, как и исходный объект. Оно одинакового с исходным объектом размера и не имеет искажений, но зеркально обращено.