Номер 655, страница 119 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Для определения нового положения изображения источника света S, которое увидит наблюдатель, необходимо последовательно построить ход лучей и изображения, создаваемые оптическими элементами системы: сначала плоскопараллельной пластинкой, а затем плоским зеркалом.

1. Изображение без пластинки.В отсутствие стеклянной пластинки изображение S' источника S в плоском зеркале является мнимым и находится за зеркалом на том же расстоянии, что и источник перед ним. Изображение S' лежит на перпендикуляре, опущенном из точки S на плоскость зеркала.

2. Прохождение света через пластинку.Когда между источником и зеркалом помещают плоскопараллельную стеклянную пластинку, лучи от источника S, прежде чем попасть на зеркало, проходят через эту пластинку. При прохождении через плоскопараллельную пластинку пучок лучей смещается. Для наблюдателя, смотрящего на источник S через пластинку, кажется, что лучи исходят из мнимого изображения S₁, смещенного относительно S в сторону наблюдателя (в данном случае — в сторону зеркала) по нормали к поверхности пластинки. Величина этого смещения $ \Delta d $ определяется по формуле:$ \Delta d = h \left( 1 - \frac{1}{n} \right) $,где $\text{h}$ — толщина пластинки, а $\text{n}$ — показатель преломления материала пластинки (для стекла $ n > 1 $).

3. Формирование конечного изображения.Теперь для плоского зеркала объектом является не сам источник S, а его мнимое изображение S₁, созданное пластинкой. Поскольку S₁ расположено ближе к зеркалу, чем S (на величину $ \Delta d $), то и его изображение в зеркале, S'₂, будет расположено ближе к зеркалу, чем первоначальное изображение S'. Новое изображение S'₂ будет симметрично S₁ относительно плоскости зеркала.

Таким образом, в результате установки стеклянной пластинки изображение источника света, видимое наблюдателем, сместится из положения S' в положение S'₂. Это смещение произойдет по направлению к зеркалу (вверх, согласно рисунку) на величину $ \Delta d $.

Построение:
1. Находим первоначальное положение изображения S', отразив точку S симметрично относительно плоскости зеркала.
2. Показываем, что при прохождении через пластинку лучи от источника S создают мнимое изображение S₁, которое смещено к зеркалу на расстояние $ \Delta d $ по сравнению с S. Точка S₁ будет лежать на перпендикуляре от S к пластине, между S и пластиной.
3. Находим конечное положение изображения S'₂, отразив точку S₁ симметрично относительно плоскости зеркала.
4. Сравнивая положения S' и S'₂, видим, что изображение переместилось вверх, то есть ближе к зеркалу.

Ответ: Изображение источника переместится ближе к плоскости зеркала (на рисунке — вверх) на расстояние, равное $ h \left( 1 - \frac{1}{n} \right) $, где $\text{h}$ — толщина пластинки, а $\text{n}$ — ее показатель преломления.