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光学 二面鏡の鏡像(2点の鏡像)


説明


実像が1点のときの二面鏡での鏡像については、二面鏡の鏡像(1点の鏡像)で扱いました。それを拡張して、2つの点PとQおよび棒PQの鏡像がどのように見えるかを問題にします。
実像Pの位置を (Rp, ψp), 実像Qの位置を (Rq, ψq) とします。

「1点の鏡像」との違いは、
  1回の操作でPとQの2点の鏡像(対称点)を求める
  鏡像P・Qの領域により、棒PQの全体が見えるか、一部しか見えないかを調べる
ことです。
右図のときは、鏡像P1とQ1の両方が見えるので棒の全体が見えます。

右図では、P2は見えていますが、Q2は鏡裏にあるので見えません。棒は太い緑の部分だけが見えるだけです。
見える部分を特定するには、直線P2-Q2と仮想鏡Aとの交点を計算する必要があります。また、どちらの仮想鏡との交点であるか(交点Aか交点Bか)の特定も必要です。

鏡Bを見たときの鏡像は右図のようになります。P1-Q1では棒の全体が見え、P2-Q2では一部だけが見えます。

全体では、右図のように見えます(見やすいように、対称点を結ぶ線を消去しました)。
P・Qの鏡像はそれぞれ5個ありますが、P3-Q3は鏡裏ですので棒は見えません。2つの全体と2つの部分が見えることになります。

実験

鏡角(0<θ<180)=°
 実像P:距離 Rp(<1)= 角度 Ψp=°
 実像Q:距離 Rq(<1)= 角度 ψq=°