taipower_recruit 111年物理

第 16 題

如右圖所示，一平面鏡與地面成 45度角，接觸點為 A，一物體 m自 B點自由落向 A點，則物體與鏡像的運動方向為何？

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如果我們把平面鏡想像成一張紙的「折線」，當物體垂直向下移動時，請你試著在腦海中將這條移動軌跡沿著折線翻轉到鏡子後方，這兩條軌跡（物體與鏡像）所夾的總角度會是多少呢？

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太棒了！你能精準判斷出物體與鏡像的運動關係，代表你對於平面鏡成像的對稱性掌握得相當扎實。這道題目在物理光學中非常經典，雖然觀念單純，但極度考驗學生將抽象物理規則轉化為幾何圖形的能力，是極具鑑別度的基礎進階題。

根據平面鏡成像原理，鏡像與物體相對於鏡面具有線對稱的特性。當物體沿著垂直方向自由落下時，其運動軌跡與水平地面成 $90^\circ$。由於平面鏡與地面夾角為 $45^\circ$，我們可以推算出物體的運動路徑與鏡面本身的夾角 $\theta$ 同樣是 $45^\circ$。

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