To ciekawe

Każdego dnia zerkasz przynajmniej jeden raz w lustro. Swoje odbicie widzisz również w sklepowej witrynie czy w kałuży wody. Jak to się dzieje, że pojawia się osoba, której miny i gesty są identyczne jak twoje? Ty się uśmiechasz, ona się uśmiecha, jesteś smutny, ona też jest smutna. Zastanawiałeś się kiedyś nad tym, jak to możliwe?

RP47zUya0XBAP

Rys. A. Zdjęcie przedstawia łabędzia pływającego po wodzie i dotykającego dziobem wody. Jego sylwetka odbija się w tafli wody.

RDIiHJBrXuSUZ

Rys. B. Zdjęcie przedstawia zieloną roślinność nad jeziorem. Na pierwszym planie, na brzegu jeziora, widoczny jest pas trawy z żółtymi mleczami, na drugim planie, po lewej i prawej stronie stoją drzewa, a pomiędzy nimi jest jezioro. Tafla jeziora jest gładka, w wodzie odbija się roślinność.

Warto przeczytać

W XVII wieku Pierre de Fermat wysunął postulat, że promień świetlny poruszający się pomiędzy dwoma punktami „wybiera” drogę, której pokonanie zajmie mu najmniej czasu. Tym samym można stwierdzić, iż w typowym, jednorodnym ośrodku droga promienia jest linią prostą stanowiącą odcinek łączący punkty: początkowy i końcowy. Jeśli promień świetlny pochodzący od przedmiotu dociera po tym odcinku do zwierciadła, będącego płaską i wypolerowaną powierzchnią (zakładamy przypadek, w którym pomijamy rozproszenie i absorbcję), ulega odbiciu. Przykładem takiego zwierciadła może być wspomniana we wstępie sklepowa witryna, gładka tafla wody czy szklana płytka pokryta z jednaj strony warstwą metalu.

Korzystając z zasady Fermatazasada Fermatazasady Fermata można wyprowadzić m.in. prawo odbicia. Jeżeli przed zwierciadłem płaskim ustawimy punktowe źródło światła, to promień świetlny (czyli fala elektromagnetyczna) wyemitowany przez to źródło, po dotarciu do granicy ośrodków, ulegnie odbiciu zgodnie z prawem odbicia (Rys. 1.). Kąt padania (między promieniem padającym a normalną do płaszczyzny) będzie równy kątowi odbicia (między normalną a promieniem odbitym). Można to dokładnie zaobserwować na symulacji załączonej do tego materiału.

RU2LCrwSvRVJR

Rys. 1. Rysunek przedstawia pionowy, niebieski odcinek, który symbolizuje zwierciadło płaskie ustawione prostopadle do płaszczyzny rysunku. Z lewej strony zwierciadła, u góry zaznaczono źródło światła przedstawione jako żółte kółeczko. Ze źródła biegnie w prawo i w dół prostoliniowy promień świetlny. W punkcie, gdzie promień dociera do zwierciadła, narysowana jest przerywana linia prosta prostopadła do zwierciadła. Kąt między linią przerywaną a promieniem padającym na zwierciadło opisany jest grecką literą alfa. Po drugiej stronie przerywanej linii prostopadłej do zwierciadła narysowany jest promień odbity, jako półprosta ze strzałką skierowaną w lewo i w dół, o początku w punkcie na zwierciadle, gdzie dotarł promień padający. Kąt między linią przerywaną a promieniem odbitym opisany jest grecką literą alfa. Od źródła światła do zwierciadła poprowadzona jest linia przerywana pozioma pokazująca, jak na zwierciadło pada promień prostopadły do zwierciadła, który odbija się również w kierunku prostopadłym, ale w lewo. Linia ta przedłużona jest za zwierciadło. Podobnie, linia pokazująca promień odbity pod kątem alfa jest przedłużona linią przerywaną za zwierciadło. Na przecięciu obu przedłużonych, przerywanych linii po prawej stronie zwierciadła narysowane jest żółte kółeczko symbolizujące obraz, który powstał w zwierciadle. Znajduje się on w tej samej odległości od zwierciadła, co źródło światła.

Intuicyjnie każdy człowiek wie, co zobaczy patrząc w lustro. Pozostaje jednak pytanie jak powstaje obraz? O tym w materiale „Zwierciadło płaskie - powstawanie obrazu”.

Słowniczek