Докажите, что плоское зеркало даёт мнимое изображение.

Докажем, что плоское зеркало даёт мнимое изображение предмета.

Для этого рассмотрим, как отражаются световые лучи от плоского зеркала.

Пусть перед плоским зеркалом находится точечный источник света S. От него во все стороны расходятся световые лучи. Некоторые из них попадают на поверхность зеркала и отражаются в соответствии с законом отражения света: угол падения равен углу отражения.

После отражения лучи расходятся, то есть не пересекаются в одной точке перед зеркалом. Однако если мысленно продолжить отражённые лучи за поверхность зеркала, то их продолжения пересекутся в точке S₁, расположенной за зеркалом.

Именно в этой точке наблюдатель видит изображение источника света.

Почему это изображение является мнимым?

Изображение называется действительным, если оно образуется в результате пересечения самих световых лучей. Такое изображение можно получить на экране.

Изображение называется мнимым, если пересекаются не сами световые лучи, а только их мысленные продолжения.

В случае плоского зеркала отражённые лучи в действительности не проходят через точку S₁, находящуюся за зеркалом. Они лишь кажутся исходящими из неё. Поэтому поставить экран за зеркалом и получить на нём изображение предмета с помощью этих отражённых лучей невозможно.

Кроме того, по законам отражения света можно доказать, что изображение находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком сам предмет расположен перед ним.

Вывод: плоское зеркало всегда даёт мнимое изображение, поскольку оно образуется не пересечением реальных отражённых лучей, а пересечением их мысленных продолжений за зеркалом.