Question

На дне бассейна заполненного водой лежит плоское зеркало. мальчик смотрит вертикально вниз с бортика бассейна и видит отражение своего лица. на каком расстоянии d от поверхности воды оно находится, если глубина бассейна h=1,5 м, а расстояние от лица мальчика до поверхности воды l=1,0м?

Answer 1

Скорее всего расстояние будет равно 4 метра. 
Расстояние от поверхности воды до зеркала h=1,5м, расстояние от зеркала до изображения H=2,5м (т.к. берем расстояние от лица мальчика до воды и от воды до зеркала). Следовательно получаем L=1,5+2,5=4м

Answer 2

Для решения данной задачи, нам придется использовать законы преломления света и соотношения между преломленными и отраженными лучами.

В данной задаче у нас есть бассейн с водой, в которой находится зеркало. По условию, мальчик смотрит вертикально вниз, то есть его луч зрения идет перпендикулярно поверхности воды.

Сначала мы определим положение изображения относительно поверхности зеркала. При вертикальном взгляде мальчика вниз, луч зрения, попадая на зеркало, отражается под углом, равным углу падения. Так как у нас плоское зеркало, то угол падения и угол отражения равны и идут под одинаковыми углами относительно нормали к поверхности зеркала.

Затем мы должны найти образовавшийся треугольник. По условию, глубина бассейна h=1,5 м. Так как луч зрения проходит от поверхности воды до поверхности зеркала, то расстояние от поверхности воды до зеркала будет равно h.

Далее, мы знаем, что расстояние от лица мальчика до поверхности воды l=1,0 м. Значит, величина l также равна расстоянию от лица до поверхности зеркала.

Теперь нам нужно найти расстояние d от поверхности воды до отраженного изображения лица мальчика. Мы можем использовать подобие треугольников, чтобы найти эту величину.

Поскольку треугольники подобны, отношение соответствующих сторон треугольников будет равно.

Отношение глубин треугольников: h/d = l/(l+d)

Применяем пропорцию и решаем уравнение:

h(d+l) = dl

hd + hl = dl

hd - dl = -hl

d(h-l) = -hl

d = -hl/(h-l)

Далее, подставляем известные значения:

d = -1,5 * 1,0 / (1,5 - 1,0) = -1,5 / 0,5 = -3

Получается, что расстояние d от поверхности воды до отраженного изображения лица мальчика равно 3 метрам.

Заметим, что мы получили отрицательное значение d. В данном случае оно означает, что отражение мальчика находится ниже поверхности воды на 3 метра.