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La figure suivante montre-t-elle correctement la réflexion des rayons lumineux d’un miroir plan produisant une image de l’objet devant le miroir ?
Cette question montre un objet devant un miroir plan. Deux rayons lumineux parallèles provenant de deux points différents de l’objet sont incidents et réfléchis par le miroir. La question montre également une image de l’objet. La question demande si les trajectoires des rayons lumineux et de l’image sont toutes les deux correctement représentées. Pour répondre à la question, il est nécessaire de vérifier à la fois si les rayons lumineux sont correctement montrés et si l’image est correctement montrée.
Voyons d’abord les trajectoires des rayons lumineux. Lorsque la lumière est réfléchie par un miroir plan, l’angle d’incidence, qui est l’angle entre le rayon de lumière incidente et la droite normale à la surface du miroir, est égal à l’angle de réflexion, qui est l’angle entre le rayon réfléchi et la droite normale à la surface du miroir. Ce miroir est orienté verticalement, la ligne normale vers la surface du miroir est donc horizontale.
Nous pouvons voir que pour les deux rayons lumineux de l’objet, l’angle magenta au-dessous de l’horizontale est égal à l’angle bleu au-dessus de l’horizontale. Cela signifie que les trajectoires des rayons lumineux incidents et réfléchis sont dessinées correctement.
Voyons maintenant si l’image est dessinée correctement. Une façon de vérifier si l’image est correctement dessinée consiste à rappeler que la distance d’un point de l’objet par rapport au miroir est égale à la distance entre les points correspondants de l’image et le miroir. Les points du contour affichés sont à la même distance de l’image que les points correspondants de l’objet.
Une autre façon de vérifier si l’image est correctement dessinée consiste à rappeler que les rayons lumineux semblent se déplacer en lignes droites. Lorsqu’une image est vue, elle aura une position et une forme cohérentes avec les rayons lumineux de l’image qui ont apparemment voyagé en lignes droites. Nous pouvons alors trouver les positions apparentes des points sur l’image en prolongeant les trajectoires des rayons lumineux réfléchis derrière le miroir.
En utilisant ces deux méthodes de vérification, nous voyons qu’elles donnent la même forme et la même position que l’image. Nous voyons également que cette forme et cette position ne sont pas celles de l’image donnée dans la question. Nous concluons alors que la bonne réponse est non. La figure ne montre pas correctement la réflexion des rayons lumineux d’un miroir plan produisant une image de l’objet devant le miroir.
