Номер 1, страница 120 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

1. При каком условии плоское зеркало дает действительное изображение?

1. В стандартном случае, когда перед плоским зеркалом находится реальный предмет, оно всегда создает мнимое изображение. Мнимое изображение нельзя спроецировать на экран, так как оно образуется на пересечении продолжений отраженных лучей, а не самих лучей. Свет от реального предмета падает на зеркало расходящимся пучком.

Чтобы плоское зеркало дало действительное изображение, на него должен падать сходящийся пучок света. В этом случае "предметом" для зеркала служит точка, в которой лучи сошлись бы, если бы зеркала не было на их пути. Такой "предмет" называется мнимым, и он расположен за плоскостью зеркала.

Такая ситуация может быть создана с помощью другой оптической системы (например, собирающей линзы или вогнутого зеркала), расположенной перед плоским зеркалом. Эта система формирует сходящийся пучок лучей, направленный в точку за плоским зеркалом.

Отразившись от поверхности плоского зеркала, эти лучи меняют направление и сходятся в точке перед зеркалом, симметричной мнимому предмету. Эта точка и является действительным изображением, так как она образована пересечением самих световых лучей. Такое изображение можно зарегистрировать на экране, помещенном в эту точку.

Математически это можно описать с помощью формулы тонкой линзы для зеркала: $1/d_o + 1/d_i = 1/f$, где $d_o$ — расстояние до предмета, $d_i$ — расстояние до изображения, а $\text{f}$ — фокусное расстояние. Для плоского зеркала радиус кривизны и фокусное расстояние бесконечны ($f \to \infty$), поэтому $1/f = 0$. Формула принимает вид: $$d_i = -d_o$$ В принятой системе знаков действительное изображение имеет положительное расстояние ($d_i > 0$). Для этого, согласно формуле, расстояние до предмета должно быть отрицательным ($d_o < 0$). Отрицательное расстояние до предмета как раз и означает, что предмет является мнимым.

Ответ: Плоское зеркало дает действительное изображение, если на него падает сходящийся пучок лучей, то есть если предмет является мнимым (расположен в пространстве за зеркалом).