内容正文:
平面镜成像
4.3
郭东辉
1
在平静的水面,国家大剧院和它的倒影相映成趣,宛如一个巨大的蛋壳。这个倒影实际上就是大剧院在水中的像。
当你照镜子的时候可以在镜子里看到另外一个“你”,镜子里的这个“人”就是你的像(image)。
有趣的倒影
镜子里的像
水中的倒影和物体间有什么规律?
探究平面镜成像的特点后,你就会知道其中的道理了
树木在水中的倒影
白云在水中的倒影
天鹅在水中的倒影
提出问题:
设计和进行实验:
①实验器材
透明薄玻璃板、刻度尺、两支相同的蜡烛、白纸、火柴、铅笔等。
平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系?
实验
探究平面镜成像的特点
4.3
②实验装置
如图所示,玻璃板要竖直在水平桌面上。
替代平面镜
替代蜡烛的像
这种研究方法叫做
等效替代法
玻璃板
点燃的
蜡烛A
未点燃的
蜡烛B
白纸
5
①在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板竖直固定于白纸上,在纸上沿着玻璃板画一条直线,这条直线代表平面镜的位置。
②把一只点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像B。
再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛,竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那根蜡烛的像完全重合。
这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。
A
B
③用笔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。
④移动点燃的蜡烛,重复上面的实验。
⑤用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来,并用刻度尺测量蜡烛和像到玻璃板的距离,并填入表中。
物
像
C′
B′
A′
C
B
A
数据记录与分析
序号 蜡烛到平镜
的距离u/cm
(物距) 蜡烛的像到平
面镜的距离
v/cm(像距) 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
位置1
位置2
位置3
……
5.00
5.00
6.00
6.00
2.50
2.50
相等
相等
相等
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得出结论
平面镜所成像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像(像点)和物体(物点)的连线与镜面垂直。
利用数学课中有关对称的知识,平面镜成像的规律也可以表述为:平面镜所成的像与物体关于平面镜对称!
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例
1
在图中作出物体AB在平面镜中的像
平面镜成像的作图
M
N
A
B
A′
B′
方法:
1.过A(B)作垂线(辅助线用虚线)
2.取等距离(A’M=AM)(B’N=BN)
3.画虚像(虚像用虚线)
例
2
M
N
A
B
A′
B′
11
如图所示,A′O′是AO在平面镜中的像.画出平面镜的位置.
例
3
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实验中注意事项
(1)用玻璃板代替平面镜的目的:
观察和确定像的位置
(2)用两支相同的蜡烛的目的:
比较像和物大小关系
(3)玻璃板必须与桌面垂直;
未点燃的蜡烛无法与像重合
(4)实验中多次测量不同位置:
避免实验偶然性,使结论更加具有普遍性
(5)应在室内光线较暗/亮的环境下实验,便于观察实验现象
厚玻璃板可能有两个像
13
在上面的实验中,平面镜后面并没有点燃的蜡烛,但是,我们却看
到平面镜后面好像有烛焰。这是为什么?
思考
14
S′
S
在图4.3-3中,光源S向四处发光,一些光经平面镜反射进入了人的眼睛,引起视觉。
由于有光沿直线传播的经验,人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S ′处发出的。 S ′就是S 在平面镜中的虚像。
平面镜
由于平面镜后并不存在光源S ′ ,进入眼睛的光并非来自S ′ ,所以把S ′叫做虚像。
2
平面镜成像的原理是光的反射
在探究平面镜成像的特点实验中,如果移走未点燃的蜡烛B,并在未点燃蜡烛B的位置上放一个光屏;眼睛在玻璃板后面一侧观察光屏,能不能看到蜡烛的像?
A
B
不能
光屏的作用:
检验成像是实像还是虚像
探究平面镜成像特点的实验中
人眼一直在玻璃前侧观察
实像与虚像的区别
实 像 虚 像
形成
显示
实例
图示
由实际光线会聚而成的
由实际光线的反向
延长线会聚而成
能用光屏承接
人眼可以直接看到
不能用光屏承接,人眼通过
光学器件才能看到
小孔成像
平面镜成像
1. 某发光点S发出的两条光线经平面镜反射后分别沿O1A和O2B方向射出,根据平面镜成像规律,在图中画出发光点S和像的位置。
O1
S
S′