Сферическое зеркало
5/10На сферическое зеркало радиуса \(R = 5\) см падают параллельно его оптической оси два луча — один проходит от оси на расстоянии \(h_1 = 0{,}5\) см, другой на расстоянии \(h_2 = 3\) см.
Определите расстояние \(\Delta x\) между точками, в которых эти лучи пересекают оптическую ось после отражения от зеркала.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(\Delta x \approx 0{,}6\) см.
РешениеПусть \(O\) — центр сферической поверхности зеркала, \(ABC\) — луч, который падает на расстоянии \(BE\) от оси зеркала. \(OB = R\) (рис. 244). Из прямоугольного треугольника \(OBE\) найдём, что \(\sin\alpha = h/R\). Треугольник \(OBC\) равнобедренный, так как \(\angle ABO = \angle OBC\) по закону отражения, а \(\angle BOC = \angle ABO\) как внутренние, накрест лежащие углы. Отсюда \(OD = DB = R/2\). Из треугольника \(ODC\) находим \[x = R/(2\cos\alpha) = R^2/(2\sqrt{R^2 - h^2})\] (\(C\) — точка пересечения отражённого от зеркала луча с оптической осью).
Для луча, проходящего на расстоянии \(h_1\), ввиду того что \(h_1^2 \ll R^2\), \(x_1 \approx R/2\) с погрешностью около \(0{,}5\,\%\). Для луча, проходящего на расстоянии \(h_2\), расстояние \(x_2 = 3{,}125\) см. Окончательно получим \[\Delta x = x_2 - x_1 \approx 0{,}6\text{ см} \neq 0\ (!)\]

Похожие задачи
- Радиус кривизны вогнутого зеркала «Бельчонок» 2024/25, 9 кл.
- Двойник и ёлочный шарик МОШ 1988/89, 10 кл.
- Диско-шар Гены Санкт-Петербургская 2015/16, 9 кл.
- Отражение света от металлического шара «Надежда энергетики» 2016/17, 10 кл.
- Металлический шар и пучок света «Надежда энергетики» 2016/17, 11 кл.
- Вогнутое зеркало в комнате смеха МОШ 2017/18, 11 кл.