Номер 2, страница 139 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. Зеркало, глаз и светящаяся стрелка расположены, как показано на рисунке 249. Где наблюдатель увидит изображение стрелки? Докажите это построением изображения.

Рис. 249

Для ответа на вопрос необходимо применить законы геометрической оптики для плоского зеркала и выполнить построение хода лучей.

Изображение предмета, формируемое плоским зеркалом, обладает следующими свойствами:

• Оно является мнимым (находится за зеркалом, в точке пересечения продолжений отраженных лучей).
• Оно прямое (не перевернутое относительно предмета).
• Оно равно по размеру самому предмету.
• Оно расположено симметрично предмету относительно плоскости зеркала. Это означает, что расстояние от любой точки предмета до зеркала равно расстоянию от соответствующей точки изображения до зеркала, а линия, соединяющая эти две точки, перпендикулярна зеркалу.

Чтобы доказать, где и как наблюдатель увидит изображение, выполним построение.

1. Построение мнимого изображения. Обозначим основание светящейся стрелки точкой А, а ее острие — точкой В. Для построения их мнимых изображений, А' и В', проведем из точек А и В перпендикуляры к плоскости зеркала и продолжим их за зеркало на расстояние, равное расстоянию от точек до зеркала. Соединив точки А' и В', получим мнимое изображение стрелки.

2. Построение хода лучей к наблюдателю. Наблюдатель видит изображение тогда, когда в его глаз (обозначим его точкой G) попадают лучи, отраженные от зеркала. Эти лучи воспринимаются глазом так, как будто они исходят по прямой от мнимого изображения А'В'. Чтобы показать, что наблюдатель видит изображение, соединим крайние точки мнимого изображения (А' и В') с глазом наблюдателя G. Линии A'G и B'G пересекут плоскость зеркала в некоторых точках. Это и есть точки, в которых реальные лучи, исходящие от точек А и В, отражаются, чтобы попасть в глаз. Поскольку такие точки отражения существуют на поверхности зеркала, изображение будет видимо.

Ниже представлено графическое доказательство.

На рисунке сплошными линиями показан реальный ход лучей от стрелки АВ к глазу G, а пунктирными — их мнимое продолжение за зеркалом, которое формирует изображение А'В'. Построение наглядно доказывает, что наблюдатель увидит полное изображение стрелки.

Ответ: Наблюдатель увидит изображение стрелки за зеркалом. Это изображение будет мнимым, прямым (неперевернутым), равным по величине реальной стрелке и расположенным на таком же расстоянии от зеркала, на каком находится сама стрелка. Доказательством служит построение мнимого изображения и хода лучей, которое показывает, что отраженные от зеркала лучи попадают в глаз наблюдателя, и их мнимые продолжения формируют изображение за зеркалом.