Номер 31.10, страница 157 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 31. Домашние экспериментальные задания - номер 31.10, страница 157.

Условие.

31.10. Зеркало против зеркала. Требуются: два плоских зеркала.

а) Посмотрите в одно из двух зеркал и помашите себе правой рукой. Изображение в зеркале машет вам левой рукой.

б) Поставьте зеркала под углом и встаньте в центре перед ними. Снова помашите себе рукой. На этот раз движение вашей правой руки соответствует движению правой руки изображения.

Объясните результаты опыта.

Решение.

а)

Когда вы смотрите в одно плоское зеркало, вы видите свое мнимое изображение. Распространенное мнение, что зеркало меняет "лево" и "право", является заблуждением. На самом деле, зеркало инвертирует (обращает) только одно направление — то, которое перпендикулярно его плоскости. Оно меняет местами "вперед" и "назад".

Из-за этой инверсии глубины все ваше отражение становится зеркально-симметричным. Это приводит к изменению так называемой хиральности объекта. Правая перчатка не налезет на левую руку именно из-за разницы в хиральности. Точно так же ваша правая рука в отражении становится "левой рукой" с точки зрения трехмерной геометрии. Поэтому, когда вы поднимаете правую руку, ваше отражение поднимает руку, которая является левой, хотя и находится с правой стороны его тела. Этот эффект называется перверсией изображения.

Ответ: Одно плоское зеркало создает инверсию изображения по оси "вперед-назад". Это приводит к тому, что правая рука объекта выглядит как левая рука в его отражении.

б)

Когда два зеркала установлены под углом друг к другу (для описанного в задаче эффекта угол должен быть равен $90^\circ$), изображение, которое вы видите в месте их стыка, формируется в результате двух последовательных отражений.

Сначала свет от вас отражается в первом зеркале, создавая инвертированное изображение, как в пункте (а). Затем это первое изображение становится объектом для второго зеркала. Свет от него отражается второй раз. Это второе отражение снова инвертирует изображение.

В результате двойная инверсия компенсирует друг друга. Первое отражение меняет "правую руку" на "левую", а второе отражение меняет эту "левую руку" обратно на "правую". Таким образом, конечное изображение, прошедшее два отражения, не является инвертированным по отношению к вам. Оно сохраняет ту же хиральность. Именно поэтому, когда вы машете правой рукой, ваше изображение в углу между зеркалами тоже машет своей правой рукой, словно это не отражение, а другой человек, повторяющий ваши движения.

Ответ: Изображение в углу между двумя зеркалами, поставленными под углом $90^\circ$, является результатом двойного отражения. Двойная инверсия отменяет эффект "зазеркаливания", поэтому правая рука объекта соответствует правой руке изображения.