光学实验探究2： 平面镜成像的特点

光学实验探究2：平面镜成像的特点

一．知识链接

1．光的反射：

光射到物体表面时被物体表面反射回去的现象。

任何物体的表面都能反射光。

2．光的反射定律：

反射光线、入射光线和法线在同一平面内。

反射光线、入射光线分居法线的两侧。

反射角等于入射角。

3．虚像：

虚像不是由实际光线会聚而成的，而是由实际光线的反向延长线相交而成的。

虚像不能用光屏承接。

4．替代法：

只要研究对象与其他物体具有共同的特征或产生的物理效果相同，我们就可以运用_____________法来研究。

在研究平面镜成像的实验中，用两支完全相同的蜡烛，其中一支等同另一支的像。

二．实验器材

______________________ ______________________________。三．实验设计

1．如图所示，在桌面上铺一张大白纸，纸上竖立一块玻璃板，作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。把___ ___放置在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再_____________ ____，竖立着在玻璃板后面移动，直到____________________ _________ ____。（好像它也被点燃了）。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。

图1

2．移动点燃的蜡烛，重做实验。

3．用直线把每次实验中的蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离。并且比较连线与平面镜的位置关系。

4．实验前弄清各个器材使用的目的和使用要领：

实验时为什么要用到白纸？

便于____________________________________________________。

（1）为什么使用玻璃板而不使用平面镜？

能_________________________________________________________________。

（2）选两支完全相同的蜡烛的目的是什么？

便于_______________________________________。

（3）刻度尺的作用是什么？

便于_______________________________________。

如何判断玻璃板后面的蜡烛与玻璃板前面点燃的蜡烛的像是否完全重合？

____________________________________________________。

（4）为什么前面的蜡烛点燃，后面的蜡烛不点燃？

前面的蜡烛点燃是使__________________________。

后面的蜡烛不点燃是为了_______________________________________。

四．实验结论

平面镜所成的像和物体到镜面的距离________，像和物体的大小________，像和物体之间的连线与镜面________。

五．注意事项

1．实验为什么尽可能在较暗的环境中进行？

____________________________________________________

2．实验时，在玻璃板的同一侧，可能会看到同一支蜡烛的两个像，产生这一现象的原因是什么？如何消除这一现象？

_________________________________________________________________

3．为什么要用较薄的玻璃板？

_________________________________________________________________

4．在实验中无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与蜡烛的像重合，可能的原因是什么？

___________________________________________________________________________ 六．应用示例

1．如图2所示，在观察平面镜成像的实验中，下列叙述正确的是（ C ）

A．棋子在平面镜中成的是实像B．棋子在平面镜中成的像比实物大

C．棋子与它的像关于镜面对称D．棋子移近平面镜时，像会远离平面镜

图2 图3

2．(2012山东临沂)学习了光学知识后，晓雯对有关实验进行了思考和创新：

（1）如图3所示探究平面镜成像规律实验中，晓雯采用透明玻璃板代替平面镜来完成探究活动，虽然不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，这是为了能确定像的位置。

（2）当点燃的蜡烛放在玻璃板前20cm的A处时，玻璃板后B处的蜡烛好像也被点燃了；移去B处的蜡烛，取一光屏放在B处，发现光屏上并没有出现蜡烛的像，这说明平面镜所成的像是虚像。

（3）晓雯将玻璃板移去，在玻璃板位置放一凸透镜，B处放一光屏，发现光屏上恰好成清晰的倒立、等大的烛焰像，则该凸透镜的焦距是10 cm。

3．（2012山西改编）小伟用如图4甲所示器材“探究平面镜成像特点”，请你帮他完成下列问题：

图4

（1）选取两个完全相同的蜡烛是为了比较像与物的_____大小_____关系。

（2）经过三次实验后，在白纸上记录了像与物对应的位置，如图乙所示，则下一步应如何处理白纸上的信息，才能得出实验结论？

答：（1）测出像和物到镜面的距离（2）连接像和物的连线，比较与镜面的关系

4．在做“探究平面镜成像特点”的实验时

（1）小明在水平桌面上将一支点燃的蜡烛放在薄玻璃板右侧，然后把另一支同样大小未点燃的蜡烛放在点燃的蜡烛附近并移动，使它跟点燃的蜡烛在玻璃板中成的像重合。但操作中小明在桌面上无论怎样移动手中的蜡烛，都不能与像重合，其原因可能是玻璃板未与桌面垂直或玻璃板有厚度。

（2）在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在点燃的蜡烛同侧（填“同侧”或“异侧”）观察。（3）小伟用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验，但看不清跳棋的像。请你帮她想个办法看清跳棋的像：用手电照射跳棋。

（4）小伟在实验过程中，让玻璃板沿00'轴(玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右（靠近物体）移动，结果他发现镜中的像相对于物体__向右___移动(选填“向右”、“向左”或“不”)；他又将玻璃板绕00'轴向左偏转，发现镜中的像__“向左偏转__(选填“向右偏转”、“向左偏转”或“不动”)

（5）实验环境___暗__（“亮”或“暗”）一些，效果更好。

（6）实验中当蜡烛到平面镜的位置发生改变时，像到平面镜的位置改变，像的大小不变。

5．（2010梅州）如图5所示是探究“平面镜成像的特点”的情景：竖立的透明玻璃板下方放一把刻度尺，刻度尺与玻璃板垂直；两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的刻度尺上，以A蜡烛为成像物体。

（1）为了便于观察，该实验最好在较黑暗环境中进行（选填“较明亮”或“较黑暗”）；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A 蜡烛像的同时，也能观察到像的位置，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。（2）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合为止，这时发现像与物的大小相等；进一步观察A、B两支蜡烛在刻度尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板垂直，像和物到玻璃板的距离相等。

（3）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取下列哪一项操作： B

A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察。

B．保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，进行与上述（2）相同的操作。Array

图5