"Введение в естественно-научные предметы", Гуревич А.Е., Исаев Д.А., Понтак Л.С.
Зеркало — гладкая поверхность, которая отражает свет и помогает увидеть изображение предмета. Свет от предмета отражается от зеркала и попадает в глаза, поэтому мы видим себя или другие предметы. В плоском зеркале изображение прямое и такое же по размеру, как сам предмет, но кажется находящимся за зеркалом. Расстояние до него равно расстоянию от предмета до зеркала. Зеркала также используют, чтобы менять направление света и наблюдать предметы под другим углом.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Зеркало — гладкая поверхность, которая хорошо отражает свет. Свет от предметов возвращается от неё и попадает в наши глаза, поэтому мы видим изображение. Если бы поверхность была неровной, лучи разлетались бы в разные стороны. Гладкость помогает получить ясное отражение.
Отражение света — изменение направления света, когда он падает на поверхность и возвращается от неё. Например, луч от лица достигает зеркала, а затем направляется к глазам. Без этого пути света изображение увидеть нельзя. Понимание отражения помогает объяснить работу зеркал и некоторых приборов.
Плоское зеркало — зеркало с ровной плоской отражающей поверхностью. Она не изогнута, поэтому зеркало не собирает изображение в одной части и не растягивает его. В быту плоским зеркалом служит, например, обычное зеркало в комнате. Его свойства удобно изучать на простых предметах.
Изображение в плоском зеркале — видимое отражение предмета. Оно прямое, такого же размера, как предмет, и кажется расположенным за зеркалом. Это не предмет, помещённый за стеклом, а то, как отражённые лучи воспринимает глаз. Такое описание позволяет сравнивать изображение с настоящим предметом.
Чтобы увидеть предмет в зеркале, необходим световой путь от предмета к глазам. Свет падает на предмет, часть его отражается и достигает зеркала, а затем отражается от его поверхности. После этого лучи попадают в глаза, и мозг воспринимает их как пришедшие от изображения. Если свет от предмета не достигает зеркала или отражённый свет не попадает в глаза, изображение не видно.
Гладкая поверхность отражает свет упорядоченно: лучи после отражения сохраняют согласованное направление. Благодаря этому глаз получает сведения о разных точках предмета и складывает из них ясное изображение. Шероховатая поверхность состоит из множества маленьких неровностей, направленных по-разному. Они отправляют лучи в разные стороны, поэтому отражённые сигналы смешиваются и чёткого изображения не получается.
В плоском зеркале изображение кажется находящимся за зеркалом. Лучи на самом деле отражаются перед ним и не проходят сквозь поверхность, но глаз продолжает их мысленный путь назад. Поэтому источник света человеку кажется расположенным по ту сторону зеркала. Чем дальше предмет от зеркала, тем дальше за ним кажется изображение.
Изображение в плоском зеркале прямое и равное предмету по размеру. Лучи от верхней и нижней частей предмета отражаются так, что эти части остаются на соответствующих местах изображения, а расстояния между ними сохраняются. Кажущееся положение справа и слева может сбивать с толку: при сравнении с собой стороны будто меняются. На самом деле зеркало меняет направление «к зеркалу — от зеркала», а не переставляет предмету правую и левую стороны.
Зеркала используют, когда нужно направить свет иначе или увидеть то, что не находится прямо перед глазами. В перископе свет от предмета отражается от одного зеркала к другому, а затем приходит к наблюдателю. В автомобиле зеркала помогают увидеть обстановку сбоку или позади машины. В оптических приборах отражённый свет тоже направляют к нужной части устройства.
В таблице собраны основные свойства плоского зеркала и пример его использования. Сначала найдите строку о поверхности, затем проследите, как она связана с появлением изображения. Последние строки помогают вспомнить, где зеркала нужны в жизни.
| Что рассматриваем | Свойство или пример |
|---|---|
| Какую поверхность используют | Ровную и гладкую отражающую поверхность. |
| Как возникает изображение | Свет от предмета отражается от зеркала и попадает в глаза. |
| Размер изображения относительно предмета | Изображение такого же размера, как предмет. |
| Положение изображения относительно предмета и зеркала | Кажется расположенным за зеркалом; расстояния предмета и изображения до зеркала равны. |
| Применение зеркал | Перископы, автомобили и оптические приборы; зеркала меняют направление света. |
Задача 1. Ученик стоит перед плоским зеркалом и поднимает руку. Опишите, что он увидит.
Ответ: ученик увидит прямое изображение такого же размера, как он сам, с поднятой рукой. Оно будет казаться расположенным за зеркалом.
Задача 2. Карандаш находится в 30 см перед плоским зеркалом. На каком расстоянии за зеркалом кажется его изображение?
Ответ: изображение карандаша кажется расположенным в 30 см за зеркалом.
Задача 3. Нужно увидеть предмет, находящийся за непрозрачной перегородкой. Предложите устройство из двух зеркал и объясните ход света.
Ответ: для наблюдения подойдёт перископ из двух наклонённых зеркал. Два отражения меняют направление света и проводят его от предмета к глазам.
Можно подумать, что изображение находится прямо на поверхности зеркала. Так кажется, потому что отражённый свет приходит со стороны зеркала, но глаз мысленно продолжает путь лучей за него. Проверьте себя: вспомните, что лучи отражаются, а не создают предмет внутри поверхности.
Другая ошибка — считать, что изображение дальше от зеркала, чем сам предмет. Кажущееся положение за зеркалом действительно может сбить с толку, но для плоского зеркала расстояния равны. Чтобы проверить ответ, сравните оба расстояния от одной и той же поверхности зеркала: если предмет стоит в 30 см перед ней, изображение кажется в 30 см за ней.
Иногда кажется, что зеркало меняет размер предмета. Это впечатление может возникнуть из-за расстояния до зеркала или из-за того, что изображение находится по другую сторону поверхности. В плоском зеркале изображение равно предмету по размеру; проверка проста — сравните их высоту и ширину, а не кажущееся положение.
Не всякая поверхность даёт чёткое отражение. Вода с рябью, ткань или стена отражают свет, но их неровности рассеивают лучи в разные стороны. Поэтому отражение обычно размыто или его вовсе не удаётся узнать. Проверьте себя: для ясного изображения нужна гладкая поверхность, а не просто поверхность, на которую падает свет.
Для понимания зеркал нужно знать, что свет распространяется от источников и может отражаться от предметов. Эти знания объясняют, откуда берутся лучи, которые попадают в глаза после отражения. Позднее отражение света пригодится при изучении оптики — раздела о световых явлениях и приборах. Оно также помогает разбираться в зрении и устройстве перископов, автомобильных зеркал и других оптических устройств.
Почему мы видим своё отражение в зеркале?
Свет от лица падает на гладкую поверхность зеркала и отражается. Отражённый свет попадает в глаза, и мы видим изображение.
Где находится изображение предмета в плоском зеркале?
Изображение кажется расположенным за зеркалом. Кажущееся расстояние от него до зеркала равно расстоянию от предмета до зеркала.
Почему изображение кажется таким же большим, как сам предмет?
Плоское зеркало отражает лучи так, что изображение воспринимается равным предмету по размеру. Поэтому большой предмет не становится в зеркале меньше, а маленький — больше.
Почему в зеркале правая и левая стороны кажутся поменявшимися местами?
Зеркало не переставляет стороны предмета буквально: оно меняет направление от предмета к зеркалу на противоположное. Когда мы сравниваем изображение с собой, нам кажется, что правая и левая стороны поменялись.
Как зеркала помогают увидеть предмет за перегородкой?
В перископе используют два зеркала, установленных под наклоном. Свет от предмета отражается от первого зеркала к верхнему, а от второго направляется в глаза наблюдателя.
З Зеркала и их применение
