Phương pháp giải:
Định luật phản xạ ánh sáng:
- Khi ánh sáng bị phản xạ, tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới.
- Góc phản xạ bằng góc tới.
Sử dụng kiến thức hình học để tính các khoảng cách.
Giải chi tiết:
Với \(\alpha = {60^0}\) và \(\alpha = {120^0}\), ta có hình vẽ:
+ Hình 1:
Xét tam giác vuông OHS có:
\(SH = OS.\sin \dfrac{{\widehat O}}{2} = a.\sin {30^0}\)
Xét tam giác vuông \(SI{S_1}\) có:
\(\begin{array}{l}I{S_1} = S{S_1}.\sin {60^0} = 2SH.\sin {60^0} = 2a\sin {30^0}.sin{60^0}\\ \Rightarrow {S_1}{S_2} = 2I{S_1} = 4a\sin {30^0}\sin {60^0}\\ \Rightarrow {S_1}{S_2} = 4a.\dfrac{1}{2}.\dfrac{{\sqrt 3 }}{2} = a\sqrt 3 \,\,\left( 1 \right)\end{array}\)
+ Hình 2:
Xét tam giác vuông OHS có:
\(SH = OS.\sin \dfrac{{\widehat O}}{2} = a.\sin {60^0}\)
Xét tam giác vuông \(SI{S_1}\) có:
\(\begin{array}{l}I{S_1} = S{S_1}.\sin {30^0} = 2SH.\sin {30^0} = 2a\sin {60^0}.sin{30^0}\\ \Rightarrow {S_1}{S_2} = 2I{S_1} = 4a\sin {60^0}\sin {30^0}\\ \Rightarrow {S_1}{S_2} = 4a.\dfrac{{\sqrt 3 }}{2}.\dfrac{1}{2} = a\sqrt 3 \,\,\left( 2 \right)\end{array}\)
Từ (1) và (2) ta thấy khoảng cách giữa hai ảnh ảo đầu tiên có gía trị như nhau (đpcm).