Задачи › Плоское зеркало

Человек и зеркала

  1. Человек и зеркала

    Санкт-Петербургская 2022/23, 10 кл.
    6/10

    Человек идёт по плоской зеркальной поверхности, а затем поднимается на зеркальную наклонную плоскость с углом наклона \(45^{\circ}\). На рисунке чёрной линией показана траектория головы человека. Сколько изображений головы человека существует в такой оптической системе? Постройте траекторию каждого изображения головы.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Изображение в плоском зеркале находится за зеркалом на таком же расстоянии, что и предмет. Луч может отразиться от одного зеркала, а затем от другого: какие порядки отражений возможны и всегда ли они осуществимы?

    Ответ

    Изображений три, но одно из них иногда пропадает. Когда человек идёт по горизонтальной поверхности и находится от угла в пяти клетках и ближе, ни один луч не может последовательно попасть на оба зеркала, и третье (синее) изображение не видно. Траектории изображений — на рисунке в решении.

    Решение

    Изображение в горизонтальном зеркале (красное) образуется отражением лучей от зеркала; изображение в наклонном зеркале (зелёное) — аналогично. Третье изображение (синее) образуется, когда луч сначала отражается от горизонтального зеркала, а затем от наклонного: это как если бы красный человек смотрелся в продолженное наклонное зеркало и видел синего человека.

    Если человек идёт по горизонтальной поверхности, луч, отражённый от зеркала, в дальнейшем может попасть на наклонное зеркало (а может и не попасть), но обратное невозможно. Когда человек идёт по наклонному зеркалу, наоборот: лучи, попавшие на наклонное зеркало, могут попасть на горизонтальное, но не наоборот.

    Третье изображение пропадает, если человек идёт по горизонтали и находится от угла в пяти клетках и ближе: отражённые от горизонтальной поверхности лучи «идут слишком круто вверх» и даже самый пологий из них не попадает на наклонное зеркало. Когда человек проходит угол, луч, упавший на наклонное зеркало, всегда может попасть на горизонтальное.

    Рисунок

    Построение траекторий: черную траекторию головы отражаем относительно горизонтального зеркала (красная линия), затем относительно наклонного зеркала (зелёная линия). Синюю получаем, убрав из горизонтального участка траектории пять клеток около угла и отразив её дважды: сначала от горизонтального зеркала, затем от наклонного. Наклонный участок исходной траектории отражаем также дважды: сначала от наклонного зеркала, затем от горизонтального.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи