Проведем еще ряд демонстраций, которые позволят нам охарактеризовать изображения в плоских зеркалах.

Возьмем плоское зеркало, линейку и ластик. Сначала линейку расположим так, чтобы ее ноль располагался около зеркала (рис. 14).

Рис. 14. Расстояние от зеркала до предмета и его изображения

В результате мы увидим, что расстояние от зеркала до предмета равно расстоянию от зеркала до изображения предмета в зеркале. Сделаем на ластике отметку. Мы увидим, что изображение в зеркале симметрично самому предмету, однако не является тождественным (рис. 15).

Рис. 15. Симметричность предмета и его изображения в зеркале

Благодаря проведенным демонстрациям можно установить общие характеристики изображений в плоских зеркалах:

Плоское зеркало дает мнимое изображение предмета.
Изображение предмета в плоском зеркале равно по размеру самому предмету и расположено на том же расстоянии от зеркала, что и предмет.
Прямая, которая совмещает точку на предмете с соответствующей ей точкой на изображении предмета в зеркале, перпендикулярна поверхности зеркала.

Решение задач

Задача № 1

Почему на машинах скорой помощи надписи пишутся «перевернутыми»?

Решение

Водители других автомобилей должны быстро и безошибочно определить машину скорой помощи в потоке других машин, чтобы уступить ей дорогу. Такая ситуация возникает тогда, когда скорой помощи необходимо обогнать автомобиль и водитель может увидеть ее только в зеркало заднего вида.

Как мы уже знаем, изображение в зеркале не является тождественным, а является симметричным. Поэтому на машине скорой помощи пишут текст «перевернутым», чтобы водитель в зеркале заднего вида видел правильную надпись и мог своевременно совершить необходимые маневры.

Задача № 2

Какая минимальная высота должна быть у плоского зеркала, чтобы вы могли увидеть себя в нем в полный рост?

Решение

Изображение в зеркале равно предмету, расположенному перед зеркалом, и находится на том же расстоянии от зеркала, что и предмет. Нарисуем рисунок с изображением человека, стоящего перед зеркалом (рис. 16).

Рис. 16. Изображение человека, стоящего перед зеркалом

– человек, – изображение человека в зеркале, точка – глаз человека. Чтобы зеркало было минимального размера, края зеркала и должны располагаться на прямых и . Если точка будет выше этой прямой, то ее можно опустить, уменьшив высоту зеркала.

А если она будет ниже прямой, то мы не увидим часть головы нашего изображения в зеркале.

– отрезок, параллельный прямым и и расположенный на одинаковом расстоянии от них. Значит, это средняя линия треугольника . Пусть она равна половине основания треугольника или половине роста человека (рис. 17).

Рис. 17. Треугольник

Таким образом, минимальная высота такого плоского зеркала равна половине роста человека.

Задача № 3

Высота солнца над горизонтом . Под каким углом к горизонту следует расположить зеркало, чтобы осветить «зайчиком» дно глубокого колодца?

Решение задачи

Зеркало нужно расположить так, чтобы отраженный от него луч пошел вертикально вниз (рис. 18).

Рис. 18. Схема расположения луча и его отражения

Так как

То

Докажем, что .

По закону отражения , а значит, и .

Т. к. ,

По закону отражения

Теперь рассмотрим .

,.

Рис. 19. Угол падения и угол отражения луча

Поскольку угол падения равен углу отражения, то угол , и тогда

Задача решена.

Итоги урока

На этом уроке вы познакомились с плоским зеркалом, видами оптических изображений и общими характеристиками изображений в плоских зеркалах, а также с зеркальным и рассеянным отражением света и поглощением света.

Список литературы

Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. /Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. Физика 8. – М.: Мнемозина.
Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Интернет-портал «class-fizika.narod.ru» (Источник)
Интернет-портал «tepka.ru» (Источник)
Интернет-портал «tak-to-ent.net» (Источник)

Домашнее задание

Задание 1. Угол падения луча равен . Чему равен угол отражения луча?
Задание 2. Девочка стоит на расстоянии одного метра от плоского зеркала. На каком расстоянии от себя она видит в нем свое изображение?
Задание 3. При каком угле падения луча на зеркало падающий и отраженный лучи совпадают?