Logo
Logo

Сенсационное открытие в оптике

Покажите построением, как получается это изображение.

Выясним, каков должен быть ход луча при прохождении сквозь пластинку с отрицательным показателем преломления. В формуле Снелла при $n_{1}>0$ и $n_{2}>0$ острые углы $\varphi_{1}$ и $\varphi_{2}$ положительны, если они отсчитываются от нормали к поверхности против часовой стрелки (см. рисунок).

Тогда при $n_{1}>0$ и $n_{2}<0$ синус одного из углов, $\varphi_{1}$ или $\varphi_{2}$, а тем самым и угол, должен быть отрицательным. Ход луча для случая $n_{1}=1, n_{2}=-1$ изображен на рисунке ниже, при этом $\left|\varphi_{1}\right|=\left|\varphi_{2}\right|$.

Теперь построение изображения предмета $A B$ становится чисто технической задачей. Из точки $A$ пускаем к границе раздела два произвольных луча; с учетом уточненного нами смысла закона Снелла строим преломленные лучи. Точка $A^{\prime}$ является первичным изображением точки $A$. Она расположена симметрично точке $A$ относительно верхней границы раздела сред. Но лучи, вышедшие из точки $A^{\prime}$, вновь пересекутся в точке $A^{\prime \prime}$, которая расположена симметрично точке $A^{\prime}$ относительно нижней границы раздела сред. Аналогичные рассуждения можно провести и для точки $B$.

Следовательно, $L_{2}=H-L_{1}=4~см$. Это изображение действительное. Увеличение $k$, даваемое пластинкой, равно $1$. Еще одно изображение, $A^{\prime} B^{\prime}$, будет внутри пластинки (оно также действительное с увеличением $k=1$).

Ответ:
На каком расстоянии $L_{2}$ от нижней стороны плоскопараллельной пластинки будет находиться изображение $A^{\prime \prime} B^{\prime \prime}$ ?

Ответ: $$
L_{2}=H-L_{1}=4~см.
$$
Действительным или мнимым будет это изображение?

Ответ: Изображение действительное.
Найдите увеличение $k$, даваемое такой пластинкой в рассматриваемом случае.

Ответ: $$
k=1.
$$
Будет ли это изображение единственным во всем пространстве?

Ответ: Еще одно изображение, $A^{\prime} B^{\prime}$, будет внутри пластинки (оно также действительное с увеличением $k=1$).