ДЕ РОЗТАШОВАНОЗОБРАЖЕННЯ В ДЗЕРКАЛІ?

РОЗДІЛ 3. СВІТЛОВІ ЯВИЩА

§18 . ЗОБРАЖЕННЯ В ДЗЕРКАЛІ

2. ДЕ РОЗТАШОВАНОЗОБРАЖЕННЯ В ДЗЕРКАЛІ?

ПРОВЕДЕМО ДОСЛІД

Закріпимо червоний і синій олівці однакового розміру вертикально на столі, а точно між ними поставимо дзеркало так, щоб воно було перпендикулярно до відрізка, що з’єднує основи олівців (рис. 18.2). Висота дзеркала повинна бути меншою, ніж довжина олівців.

 ДЕ РОЗТАШОВАНОЗОБРАЖЕННЯ В ДЗЕРКАЛІ?

Ми побачимо, що зображення червоного олівця в дзеркалі збігається із синім олівцем (рис. 18.3)!

Це означає, що зображення червоного олівця

розташовано на такій же відстані від дзеркала, що й синій олівець, причому розмір зображення червоного олівця дорівнює розміру синього олівця.

Отже, дослід та геометрична побудова свідчать, що уявне зображення предмета в дзеркалі й сам предмет розташовані по різні боки від дзеркала на одній прямій, перпендикулярній до площини дзеркала, і на однакових відстанях від дзеркала. Розмір зображення предмета в дзеркалі дорівнює розміру самого предмета.

Щоб побудувати зображення точки в дзеркалі,

проводять перпендикуляр із цієї точки до площини дзеркала й продовжують його на відстань, що дорівнює відстані від точки до дзеркала. Саме таку побудову й виконано на рис. 18.1.

Кожен з нас дивиться в дзеркало хоча б раз у день, а представниці прекрасної половини людства любуються собою багато разів у день.

У техніці та в медицині дзеркала використовують для оглядів (рис. 18.4). У підводних човнах використовують перископи, щоб бачити те, що відбувається над поверхнею води. Перископ і його будову зображено на рис. 18.5. За допомогою дзеркал водій бачить дорогу позаду та салон свого автомобіля (рис. 18.6).

 ДЕ РОЗТАШОВАНОЗОБРАЖЕННЯ В ДЗЕРКАЛІ?

ЩО ЗМІНЮЄ МІСЦЯМИ ДЗЕРКАЛО?

ПРОВЕДЕМО ДОСЛІД

Придивіться до свого “двійника” у дзеркалі уважніше, і ви побачите, що він усе ж таки відрізняється від вас (рис. 18.7)! Чи зможете ви відповісти – чим саме? Спробуйте знайти якнайбільше відмінностей!

Ви, мабуть, не раз помічали, що внаслідок відбиття в дзеркалі “ліве” й “праве” міняються місцями. Простягніть, наприклад, своєму дзеркальному “двійникові” праву руку – він “у відповідь” простягне вам ліву!

Однак дзеркало може змінювати місцями не тільки “ліве” й “праве”! Воно може змінювати місцями також “верх” і “низ”! Щоб переконатися в цьому, вийдіть просто на берег річки або озера (рис. 18.8).

 ДЕ РОЗТАШОВАНОЗОБРАЖЕННЯ В ДЗЕРКАЛІ?

СКІЛЬКИ ЗОБРАЖЕНЬ МОЖНА ОТРИМАТИ ЗА ДОПОМОГОЮ ДВОХ ДЗЕРКАЛ?

ПРОВЕДЕМО ДОСЛІДИ

Поставте два дзеркала точно під прямим кутом одне до одного й подивіться на свої зображення у дзеркалах.

Ви побачите три зображення: ліворуч і праворуч (у кожному дзеркалі окремо) ви побачите два “звичайних” зображення, де “ліве” й “праве” помінялися місцями. А між ними, точно на стику дзеркал, ви побачите третє зображення!

Придивіться до нього – ви побачите, що воно незвичайне.

По-перше, це зображення завжди розташовано на стику дзеркал. Перевірте – куди б ви не відходили, воно неодмінно залишатиметься точно на стику! Це дуже зручно, бо завдяки цьому кілька людей можуть одночасно дивитися на свої зображення, не заважаючи один одному.

По-друге, у цьому “середньому” зображенні “ліве” й “праве” не міняються місцями: простягніть своєму зображенню праву руку, і воно у відповідь “простягне” вам теж праву (рис. 18.9)! Отже, у такій системі дзеркал ви бачите себе саме таким, яким вас бачать інші люди.

Як же виникло це “правдиве” зображення?

Воно є результатом подвійного відбиття, тобто зображенням у правому дзеркалі зображення, утвореного за допомогою лівого дзеркала. Або – що теж правильно – зображенням у лівому дзеркалі зображення, утвореного за допомогою правого дзеркала (у цьому випадку ці два “зображення зображень” збігаються). Ось чому “ліве” та “праве” й залишилися “самі собою”: оскільки відбулося подвійне відбиття, то “ліве” й “праве” помінялися місцями теж двічі!

Дуже красивий дослід вийде також, якщо поставити два дзеркала під кутом 60°. У такому разі внаслідок багаторазового відбиття створюється цілих 5 зображень, причому “ліві” й “праві” зображення чергуються (рис. 18.10).

Саме так і побудовано калейдоскоп: ви бачите в ньому багаторазові відбиття різнобарвних скелець у двох дзеркалах, кут між якими дорівнює 60°. Іноді в калейдоскоп додають і третє дзеркало так, щоб дзеркала утворювали рівносторонній трикутник.

Якщо ж помістити предмет між двома паралельно розташованими дзеркалами, повернутими дзеркальними поверхнями одне до одного, то в цих дзеркалах виникає нескінченно багато зображень предмета (рис. 18.11). Однак розглянути можна лише скінченну їхню кількість, тому що внаслідок кожного відбиття інтенсивність відбитих променів зменшується. А якщо ледь повернути одне з дзеркал, низка зображень стане описувати красиву дугу (рис. 18.12).

 ДЕ РОЗТАШОВАНОЗОБРАЖЕННЯ В ДЗЕРКАЛІ?

ЧОМУ “ЗАДЗЕРКАЛЛЯ” ТАК СХОЖЕ НА РЕАЛЬНИЙ СВІТ?

Загадкове “подібність-розходження” реального світу й “задзеркалля” завжди приваблювало дітей і тих дорослих, які зберегли дитячу допитливість, – учених і казкарів.

ПРОВЕДЕМО ДОСЛІД

Придивіться уважніше до навколишніх предметів, і ви розгадаєте секрет дивної подібності двох світів – “задзеркалля” й справжнього. Чи помітили ви, що в багатьох предметів лівий і правий боки однакові (точніше, майже однакові)? Такими є планети, дерева, квіти, тварини… (рис. 18.13). Про такі предмети кажуть, що вони дзеркально симетричні.

 ДЕ РОЗТАШОВАНОЗОБРАЖЕННЯ В ДЗЕРКАЛІ?

Зображення дзеркально симетричних предметів у дзеркалі не відрізнятимуться від самих предметів (або ці відмінності будуть малопомітними). Це й пояснює, чому світ, що складається з таких предметів, практично не змінюється внаслідок відбиття в дзеркалі.

Однак не всі предмети мають дзеркальну симетрію! І тому “задзеркалля”, тобто світ, відбитий у дзеркалі, усе ж таки відрізняється від реального світу.

Наприклад, не має дзеркальної симетрії текст: якщо ви спробуєте читати відбиту в дзеркалі сторінку книжки, вам спочатку прийдеться нелегко (хоча навчитися цьому можна досить швидко).

Деякі слова не змінюються після відбиття в дзеркалі (наприклад, “потоп”). Спробуйте знайти ще такі слова або імена.

У перекладі з грецької “симетрія” означає “домірність”. Симетрія породжує відчуття краси, тому художники, дизайнери та архітектори намагаються робити дзеркально симетричними візерунки й будинки (рис. 18.13). Симетрія не тільки красива – часто вона й необхідна (наприклад, для літаків і автомобілів).




ДЕ РОЗТАШОВАНОЗОБРАЖЕННЯ В ДЗЕРКАЛІ?