Экспериментальное задание 31.2, страница 139 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Экспериментальное задание 31.2

Работаем в паре

Изучение свойств изображения в плоском зеркале

Оборудование: стеклянная пластина, две гири, лист белой бумаги, карандаш, линейка.

Поставьте гирю перед стеклянной пластиной и определите положение изображения гири, даваемого стеклянной пластиной как плоским зеркалом.

Содержание работы

Для определения положения изображения предмета, даваемого плоским зеркалом, удобно использовать в качестве зеркала прозрачную стеклянную пластину. Если поставить предмет перед стеклянной пластиной, то мы увидим его изображение находящимся где-то за пластиной. Для того чтобы определить положение изображения предмета в пространстве, необходимо взять второй точно такой же предмет. Наблюдая второй предмет через стекло и одновременно изображение первого предмета, нужно перемещать второй предмет за пластиной до точного совпадения с изображением первого предмета. Положение изображения определяется положением второго предмета.

Порядок выполнения задания

1. Поставьте на лист белой бумаги гирю и стеклянную пластину. Наблюдайте изображение гири в стеклянной пластине (рис. 31.3).

2. Возьмите вторую такую же гирю. Перемещая её за стеклянной пластиной, добейтесь полного совмещения с изображением первой гири (рис. 31.4).

3. Проведите на листе бумаги прямую, отмечающую положение плоскости стеклянной пластины. Отметьте на листе положение первой гири и положение её изображения по положению второй гири.

4. Измерьте расстояние от первой гири до плоскости стекла и от её изображения до плоскости стекла по положению второй гири. Сравните результаты измерений.

Рис. 31.3

Рис. 31.4

Дано:

Оборудование: стеклянная пластина, две одинаковые гири, лист белой бумаги, карандаш, линейка.

Первая гиря используется как предмет.

Вторая гиря используется для определения положения изображения.

Найти:

Сравнить расстояние от предмета (первой гири) до плоскости стеклянной пластины и расстояние от изображения до плоскости пластины.

Решение:

Стеклянная пластина используется в качестве плоского зеркала. Её прозрачность позволяет видеть не только отраженное изображение предмета, но и то, что находится за ней. Это свойство мы используем для точного определения местоположения мнимого изображения.

1. Положим на стол лист белой бумаги. Установим на него вертикально стеклянную пластину. Карандашом проведём на бумаге прямую линию вдоль основания пластины. Эта линия будет обозначать плоскость нашего "зеркала".

2. С одной стороны от пластины на некотором расстоянии поставим первую гирю (предмет). Наблюдая через пластину, мы увидим ее мнимое изображение, находящееся как бы за стеклом.

3. Возьмём вторую, точно такую же, гирю. Глядя на изображение первой гири сквозь пластину, будем перемещать вторую гирю с другой стороны пластины до тех пор, пока она не займёт положение, в котором полностью совпадает с изображением первой гири при наблюдении с разных углов. Когда это произойдет, вторая гиря окажется в том же месте, где находится мнимое изображение первой гири.

4. Убедившись в полном совпадении, отметим на листе бумаги точки, соответствующие центрам оснований первой гири (предмет) и второй гири (изображение).

5. С помощью линейки измерим кратчайшее (перпендикулярное) расстояние от точки, где стояла первая гиря, до линии, обозначающей положение пластины. Обозначим это расстояние как $\text{d}$.

6. Аналогично измерим кратчайшее расстояние от точки, где стояла вторая гиря, до линии пластины. Обозначим это расстояние как $\text{f}$.

7. Сравним полученные в ходе измерений значения $\text{d}$ и $\text{f}$.

Теория предсказывает, что для плоского зеркала расстояние от предмета до зеркала равно расстоянию от изображения до зеркала. В нашем эксперименте измерения покажут, что эти расстояния практически равны с учётом возможных погрешностей измерений:

$d \approx f$

Этот эксперимент демонстрирует одно из ключевых свойств изображения в плоском зеркале: оно находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположен перед ним, и является симметричным предмету относительно плоскости зеркала.

Ответ: В результате измерений будет установлено, что расстояние от первой гири (предмета) до плоскости стеклянной пластины равно расстоянию от её изображения (определяемого по положению второй гири) до плоскости пластины.