光的反射与平面镜成像特点的探究

光的反射与平面镜成像特点的探究

人们观察物体，确定物体的位置的依据都是光的直线传播，如集合站队，对公路进行勘探设计等，

定律的每一句都由“反射”开头．反映了反射光线和入射光线的因果关系．

通过对光的反射的研究，人们还揭示了在光的反射现象中，光路是可逆的，即逆着反射光入射，经反射后又逆着入射光反射．

平面镜的应用

(1)用来观察眼睛不能直接看到的物体，如自己的笑容、姿势等；

(2)用于间接观察．用潜望镜从水下观察海面上的情况或从战壕里观察地面敌情等；

(3)用来改变光路，以按要求控制光线的走向．如正交的两块平面镜对任意入射光线的传播方向均改变180。且产生侧移．而相互平行的两块平面镜对任意入射的光线不改变其传播方向，仅产生侧向平移．

课文解读

1．传播特征

光在同一均匀介质中是沿直线传播的．光在非均匀介质中传播方向要发生改变，光在同一均匀介质中传播的速度是不变的．介质不同，传播的速度也不同，其中光在真空中传播速度最快。记为c=3×108m ／s ，光在空气中的传播速度非常接近于c ，而光在水中的速度

3=c 4v 水，光在玻璃中的速度2=c 3

v 玻． 2．光的反射

光射到两种介质的分界面时有一部分光被反射回原介质中去的现象叫光的反射，通过对光的反射的研究，人们掌握了它所遵循的规律：

反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线、入射光线分居在法线两侧；反射角等于入射角．

3．平面镜成像的对称特点

(1)平面镜成的像是虚像；

(2)像与物等大；

(3)像与物的连线与平面镜垂直；

(4)像到平面镜的距离与物到平面镜的距离相等．

根据平面镜成像的对称性可知，从物体上发出的任意一条光线，只要它经过平面镜反射，反射光线的反向延长线都要经过成像点，为了确定成像位置或作出成像光路图，只需选择两条光路就行了，原则上这两条光路可以任意选取，作图时根据反射规律把图作准即可．但一般情况下都选用了最简单的一务光路，即从物点向平面镜做垂线，这条入射光线通过镜面是垂直反射的，这样简单快速地作出了一条反射光线，同时又将像与物的连线作好了，如图，

再另选一条光路作好就可以确定像的位置．值得注意的是光线是有方向的射线，要用箭头来表示其传播方向．

三种面镜的成像比较

例1如图甲所示，一束平行太阳光垂直水平地面MN射下，A为小铁球．(1)标出小铁球A在甲图中位置时，其影子A′在地面MN上的位置(用点表示即可)；(2)若小球在竖直平

面内沿图中圆形虚线轨迹运动，请在图乙框中画出小球的影子在地面上运动的轨迹．

思维点拨光射到不透明的物体上时，由于光的直线传播会留下影，A点的影即为过A 点向MN作垂线的垂足，小球在竖直平面内沿圆形虚线轨迹运动时，小球的影子轨迹是一条长度为圆直径的直线．

例2小丽在水平桌面上用薄透明玻璃板和两支完全相同的蜡烛A、B，探究平面镜成像的特点．

(1)在实验中小丽视线正对薄透明玻璃板，看到蜡烛A的“像”，马上把蜡烛B放在所看

到“像”的位置，并在白纸上记录实验情况如图所示．其中MN是玻璃板的位置，a 是点燃的蜡烛A所在位置，b是蜡烛B所在位置．小丽根据实验记录发现“像与物到镜面的距离不相等”．出现这种现象的原因是____．

A．薄透明玻璃板与水平桌面不垂直

B．找像时没有从多个方向观察

C．实验过程中没有使用平面镜

D．实验过程中没有点燃蜡烛B

(2)在老师的帮助下，小丽解决了实验中存在的问题后继续实验．她经过多次实验并记录了实验数据如下表．由此可以得到的实验结论是：____．

和镜面垂直，四是像到镜的距离与物到镜的距离相等．实验过程中注意代替平面镜的玻璃板一定要竖直放在水平桌面上．

例3 在图中，A是平面镜，B是镜前人眼位置，c是人眼睛在平面镜前看到的烛焰像上

的一点．

(1)根据平面镜成像的特点作出像点C对应的物点D．

(2)完成眼睛看到C的光路图(画一条入射光线和反射光线即可)．

思维点拨由像点找物点或由物点找像点，应用平面成像的特点都很方便．作法是由物(像)点向平面镜作垂线，平面镜另一侧，垂线上与物距(像距)等距的位置即为像(物)点．眼睛能看到C，说明有光进入眼睛，连接眼与C即可，此光线从何而来?从物点发出经平面镜反射而来．

光路可逆，从反射光线经过的点发出的光线也能从入射光线的反向射出．

本题考查平面镜成像的特点以及光沿直线传播的应用．从该题中我们认识到了魔术的虚幻以及知识的重要性．光路可逆

例4 如图所示，一束光线射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光线经过的点是( )．A．a B．b C．c D．d

分析与解根据平面镜成像规律分别找出n、6、c、d四点的像，若像点在光线的延长线上，则对应的那点就是光线反射经过的点．选B．