Лучи в зеркальном шаре
9.2 Точечный источник света \(S\) расположен недалеко от поверхности зеркальной сферы. Постройте ход лучей, идущих от источника \(S\) и отражающихся в точки \(A_1, A_2, A_3, A_4\). Убедитесь, что продолжения этих лучей не пересекаются в одной точке. Значит ли это, что в зеркальном шаре нельзя увидеть изображения точки \(S\)? Ответ обоснуйте.

▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаТочка отражения \(C\) лежит на биссектрисе угла \(SOA\): соедините центр сферы с серединой отрезка \(SA_i\).
▶ОтветСкрыть: ответ
ОтветПродолжения отражённых лучей не пересекаются в одной точке, точечного изображения шар не даёт; но глаз видит изображение источника, так как оно формируется очень узким пучком лучей.
▶РешениеСкрыть: решение
Решение9-2. Для построения хода лучей необходимо воспользоваться законом отражения света : угол падения равен углу отражения.

Рассмотрим, например построение искомого луча для точки \(A_2\). Для этого необходимо найти на сфере такую точку \(C\), чтобы угол \(SCB\) был равен углу \(BCA_2\), где \(BC\) - продолжение радиуса, проведенного в точку \(C\). Такое построение очевидно - соединим точки \(A_2\) и \(S\), середину отрезка \(SA_2\) (точку \(B\)) соединим с центром сферы, точка пересечения этого отрезка со сферой и будет искомая точка \(C\). Аналогично можно построить и остальные требуемые лучи.

Как видно, действительно, продолжения этих лучей не пересекаются в одной точке. Следовательно, сфера не формирует точечного изображения точечного источника. Тем не менее, это не означает, что в сфере нельзя увидеть четкого изображения источника. Но изображение, видимое глазом, формируется очень узким пучком лучей, которые пересекаются в очень узкой области, которая и является практически точечным изображением источника.
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Радиус кривизны вогнутого зеркала «Бельчонок» 2024/25, отборочный этап, 9 кл.
- Радиус кривизны зеркала «Бельчонок» 2024/25, отборочный этап, 10 кл.
- Диско-шар Гены Санкт-Петербургская 2015/16, отборочный этап, 9 кл.
- Отражение света от металлического шара «Надежда энергетики» 2016/17, заключительный этап, 10 кл.
- Металлический шар и пучок света «Надежда энергетики» 2016/17, заключительный этап, 11 кл.
- Мираскоп Росатом 2022/23, отборочный этап, 11 кл.