質問: 物理の光について 見かけの像と実際のものが水平面の同じ法線上にある理由を知りたいです。写真で与えられ 物理の光について 見かけの像と実際のものが水平面の同じ法線上にある理由を知りたいです。写真で与えられた文字で言うと、なぜ直線a上にpとp’が存在するのかということです。
回答: これは良い質問だと思う。 この物理の問題の前提は、人間が法線までの水平方向の距離を正確に認識できるという事が、隠れた前提になっている。あなたが極座標を学んだかどうか分からないが、実際には物体までの距離と角度を人間は認識する。それを鉛直と水平のデカルト座標に、経験的に換算している。 この問題の座標系は平面に取られているが現実には、紙面の手前と奥の方向に3次元座標があって、位置 b には目玉が2つ並んでいるとする。その2つの目玉に点 p から、それぞれ光線が屈折しながら入射する。 その状況をイメージできたら、実は点 p' は法線上に存在すると言えない事が分かるかと思う。(本当は黒板に絵を描いてあげたいが無理だ) そして前提として、点 b から点 p までの距離が、目玉の間隔に比べて十分に長いならば、点 p から左右の目玉に入射する光線が、ほぼ平行とみなせるならば、近似的に点 p' は法線上に存在すると考えて良い。