第三節(jié)平面鏡成像

1、第三節(jié) 平面鏡成像在你照鏡子的時候可以在鏡子里看到另外一個“你”，鏡子里的這個“人”就是你的像。方案：教師用一個較大的平面鏡或讓學(xué)生自帶小鏡子，讓學(xué)生觀察自己在平面鏡中所成的像，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生思考并提出一些他們感興趣的問題：1. 你的像在平面鏡中的什么地方？2. 在平面鏡中，你的像的大小跟你的大小一樣嗎？3. 當(dāng)你改變與平面鏡的距離時，你的像的大小改變嗎？你的像到鏡面的距離怎樣變化？一、探究：平面鏡成像的特點實驗題目：探究平面鏡成像特點、實驗導(dǎo)析：1、提出問題：日常生活中，我們經(jīng)常要照鏡子，能看到鏡子里面自己的像，這是平面鏡成像，那么平面鏡成像時，像和物體的大小有關(guān)系嗎？如果有，是什么關(guān)系？像的

2、位置和物體的位置有關(guān)系嗎？如果有，又是什么關(guān)系？2、猜想與假設(shè)：在平面鏡成像時，像與物體的大小可能相等。像到鏡面的距離跟物體到鏡面的距離相等。3、設(shè)計實驗：研究平面鏡成像，為了實驗方便可以用一塊玻璃板代替平面鏡（等效代替），這樣既可以通過玻璃板觀察到物體所成的像，又可以較方便確定像的位置。如果用平面鏡，由于平面鏡一點也不能使光透過去，這樣對像的位置的確定有難度。物體可以用一根點燃的蠟燭，為了比較像與物體的大小可再準(zhǔn)備一根等大的蠟燭，為了確定像的位置跟物體的位置關(guān)系，需要測距離，所以要用刻度尺及筆，筆用來記物體的位置，位置應(yīng)在紙上記，因此還需要一張紙。（或者是從標(biāo)紙）實驗器材：玻璃板、白紙、兩根

3、相同的蠟燭、火柴、鉛筆、刻度尺。4、進(jìn)行實驗：在桌面上鋪一張白紙，紙上豎直放一塊玻璃板，作為平面鏡，在紙上用筆記下玻璃板的位置。把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，透過玻璃板可以看到它在玻璃板后面的像，再拿一支沒有點燃的同樣的蠟燭，豎直放在玻璃板后面移動，直到從不同的位置看上去玻璃板中蠟燭的火焰正好落在玻璃板后面蠟燭的上面，即看上去好像是玻璃板后面的蠟燭在燃燒為止，這個位置就是前面那支蠟燭的像的位置，用筆在紙上記下這兩個位置。移動玻璃板前點燃的蠟燭，重做上面的實驗（共作三次），用直線把每次實驗中蠟燭和它的像的位置連起來，用刻度尺測量它們到玻璃板的距離。記錄結(jié)果如下表：次數(shù)物到平面鏡的距離/cm像

4、到平面鏡的距/cm像與物大小比較155等大21010等大31515等大將玻璃板后面的蠟燭移去，拿一張紙作光屏前后移動，這時發(fā)現(xiàn)怎樣移動玻璃板后面的紙，像都不能呈現(xiàn)在玻璃板后面的紙上。5、分析與論證：由實驗所得記錄表可知：三次實驗結(jié)果中，像的大小都與物體相等，像到鏡面位置的距離和物體到鏡面位置的距離相等，由此可以推知，在任何情況下，平面鏡所成像始終和物體等大。像到鏡面距離與物體到鏡面距離相等。由實驗還知：無論怎樣移動玻璃板后面的紙，前面蠟燭在玻璃板中成的像都不能被承接在紙（光屏）上，說明平面鏡所在的像是虛像。小結(jié)：平面鏡成像的特點：平面鏡成像時，像與物體等大，像到鏡面距離與物體到鏡面距離相等，平

5、面鏡所在的像是正立的虛像。6、評估與交流：（1）平面鏡成像特點如果從數(shù)學(xué)角度考慮，可以認(rèn)為像與物體關(guān)于平面鏡成軸對稱圖形，由此可知：像與物體對應(yīng)點的連線應(yīng)垂直于鏡面。（2）虛像是實際光線的反向延長線會聚而成的，實際光線并不通過虛像，因此虛像不能用光屏承接。（3）虛像雖然不能承接在光屏上，但我們卻可以通過人眼看到虛像的存在，這是因為物體發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后的反射光線射入人眼，即我們看到的像是射入人眼的反射光線的反向延長線的交點形成的虛像。（4）平面鏡成的像和物體是左右相反的。（5）在實驗時，所測物體到玻璃板的距離與像到玻璃板的距離可能不等，這可能是由于讀數(shù)錯誤，或者是放在玻璃板后面的蠟燭與像

6、沒有完全重合，還可能是由于玻璃板本身有厚度（前后兩個反射面成兩次像；方法：選用薄一些的玻璃或在玻璃表面貼一層汽車玻璃膜）、玻璃板沒有豎直放好、測量引起的誤差等原因造成的。（6）用玻璃板代替平面鏡的好處是玻璃板不但能反射光而成像，還能透光，從而能看到玻璃板后面的蠟燭，便于確定像的位置。平面鏡成像特點：像與物體大小相等；像到鏡面的距離與物體到鏡面的距離相等；像與物體對應(yīng)點的連線與鏡面垂直且被平分；像與物體左右相反；平面鏡成的像是正立的虛像；（平面鏡成的像與物體關(guān)于鏡面成軸對稱圖形）練習(xí)：1. 從平面鏡中看到鐘面的指針位置或電子表的示數(shù)，則表的實際時間：可以把紙反過來看，就可以得到實際時間。（左右相

7、反） 2. 一湖深2m，則水中的月亮到水面的距離為3.8×108m。SS二、平面鏡成像的原理及虛像1、原理：光的反射在上面的實驗中，平面鏡后面并沒有點燃的蠟燭，但是，我們卻看到平面鏡后面好像有燭焰。(如圖所示)這是因為光源S向四處發(fā)光，一些光經(jīng)平面鏡反射后進(jìn)入了人的眼睛，引起視覺，我們感到好像是從圖中S處發(fā)出的。S就是S在平面鏡中的像。2、虛像：由于平面鏡后并不存在光源S，進(jìn)入眼睛的光并非真正來自那里，所以把S叫做虛像。（虛像不能用光屏承接）發(fā)光點S發(fā)出的光線有無數(shù)條，我們?nèi)我膺x取兩條作為研究對象。并且這無數(shù)條光線的反射光線的反射延長線都相交于像點S。虛像不是由實際光線相交而成的，而

8、是由光線的反向延長線相交而成的。在平面鏡后面并沒有像，我們看到的光線是由鏡面反射進(jìn)入眼睛的，不是虛像發(fā)出的。發(fā)光體是由許多點組成的，每個點在鏡中都有一個對應(yīng)的像點，這些像點形成了物體的像。三、作關(guān)于平面鏡的光路圖有兩種方法：一是根據(jù)光的反射定律作關(guān)于平面鏡的光路圖；二是根據(jù)平面鏡成像的特點作關(guān)于平面鏡的光路圖（作圖時所作輔助線要用虛線而且在物體所在空間輔助線和平面鏡相互垂直的地方要畫垂直符號）題型：1、已知點光源S、平面鏡和一條入射光線。 2、已知點光源S、平面鏡和一條反射光線所經(jīng)過的點P. 3、已知點光源S、所成的像S和一條入射光線。（畫平面鏡） 遙控器利用紅外線對電視機進(jìn)行遙控（墻壁）。打

9、臺球。 4、已知物和像，確定平面鏡的位置。（ 帽子） 5、已知兩條反射光線和平面鏡確定發(fā)光點的位置。 6、已知點光源在平面鏡中兩次所成的像，試確定第二次平面鏡的位置。四、平面鏡的應(yīng)用1、倒影是生活中常見的現(xiàn)象。原因：平靜的水面就好像是一個平面鏡，它可以成像。對實物的每一點來說，它在水中所成的像點都與物點“等距”；樹木和房屋上的各點與水面距離不同，越接近水面的點，所成的像距水面就越近。各點組成的像從水面上看就是倒的了。2、讓兩個學(xué)生用小鏡子互成45°角放置，并擋住他們的視線，就利用兩個平面鏡觀察障礙物外的景物。模擬潛望鏡。3、把兩塊平面鏡成像實驗中的玻璃板成90°角放置，將點

10、燃的蠟燭放在兩塊玻璃板之間，觀察“偶鏡”現(xiàn)象。然后逐漸減小夾角，可觀察到越來越多的像。4、利用平面鏡進(jìn)行梳妝；舞蹈演員利用平面鏡檢查自己的動作是否規(guī)范。5、利用平面鏡增大視覺空間。如在客廳的一面墻上設(shè)一平面鏡，能讓我們的視覺空間是實際空間的兩倍；在商場里，增加顧客視覺上的商品數(shù)量；在狹窄的房間里進(jìn)行視力檢查時，我們經(jīng)?？匆暳Ρ碓谄矫骁R中的像。6、口腔科醫(yī)生的內(nèi)窺鏡用平面鏡成像方便地觀察不容易直接看到的部位。7、為什么大公共汽車的擋風(fēng)玻璃是豎直放置的，而小轎車的前擋風(fēng)玻璃是斜放的？（夜間開車應(yīng)將車內(nèi)燈熄滅）當(dāng)汽車的前擋風(fēng)玻璃傾斜時，車內(nèi)乘客經(jīng)過玻璃反射成的像在車的前上方，而路上的行人是不可能出現(xiàn)

11、在上方的空氣中的，這樣就將車內(nèi)乘客的像與路上的行人分離開來，司機就不會出現(xiàn)錯覺，尤其在夜間行車，車內(nèi)開燈，造成外暗內(nèi)亮的時候。五、球面鏡（凹面鏡和凸面鏡）除了平面鏡外，生活中也常見到凸面鏡和凹面鏡，它們統(tǒng)稱為球面鏡。餐具中的不銹鋼勺子，它的里外兩面就相當(dāng)于凹面鏡和凸面鏡。1、凸面鏡利用球面的外表面作反射面叫凸面鏡，又稱凸鏡。凸面鏡的特點：對光線有發(fā)散作用。發(fā)散作用：如果鏡面能使光的傳播范圍變大，我們就說鏡面對光線有發(fā)散作用。如果將一束平行光照在凸面鏡上，凸面鏡使平行光束發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線相交于一點，叫做凸面鏡的焦點（虛焦點）探究：凸面鏡成像的規(guī)律（1）提出問題：凸面鏡成像有什么規(guī)律？（

12、2）猜想與假設(shè)：可能成放大的虛像或縮小的虛像。（3）設(shè)計實驗：用汽車上的后視鏡觀察成像的大小、虛實和倒正。（4）實驗：將汽車的后視鏡立在桌面上。點燃蠟燭放在凸面鏡前觀察成像的大小、倒正。移動蠟燭，再觀察一次。（5）分析與論證：每一次都觀察到蠟燭的像是正立的、縮小的像，由于像不能用光屏承接，所以是虛像。（6）結(jié)論：凸面鏡成正立的縮小的虛像。凸面鏡的應(yīng)用：汽車的后視鏡可以增大觀察范圍，從而保證行車安全；馬路拐彎處安裝的龐大的凸面鏡，可以使來往車輛和行人看到彎路那邊較大范圍內(nèi)的交通情況，即凸面鏡可以擴(kuò)大視野，成一縮小正立的虛像。（光路可逆性的應(yīng)用）2、凹面鏡利用球面的內(nèi)表面作反射面叫凹面鏡，又稱凹鏡

13、。凹面鏡的特點：對光線有會聚作用。會聚作用：如果鏡面能使光的傳播范圍變小，我們就說鏡面對光線有會聚作用。如果將一束平行光照在凹面鏡上，凹面鏡使平行光束會聚，所有的光線會聚在一點，叫做凹面鏡的焦點（實焦點）探究：凹面鏡成像的規(guī)律（1）提出問題：凹面鏡成像有什么規(guī)律？（2）猜想與假設(shè)：可能成放大或縮小的虛像。（3）設(shè)計實驗：用一凹面鏡來觀察成像的大小、虛實和倒正。（4）進(jìn)行實驗：將凹面鏡立在桌面上。將點燃的蠟燭分別放在凹面鏡的焦點以內(nèi)和以外，觀察成像的大小和倒正。（5）分析論證：蠟燭在焦點以內(nèi)成正立放大的虛像；在焦點和二倍焦距之間時成倒立放大的實像；在二倍焦距以外時成倒立縮小的實像。（6）結(jié)論：物

14、體在二倍焦距以外時成倒立縮小的實像；物體在一倍焦距以外二倍焦距以內(nèi)時成倒立、放大的實像；物體在焦點以內(nèi)時成正立放大的虛像。凹面鏡的應(yīng)用：（1）如果將一束平行光照在凹面鏡上，凹面鏡使平行光束會聚。如：太陽灶：利用會聚的太陽光可以燒水、煮飯，既節(jié)省燃料，又不會污染環(huán)境。凹面鏡的面積越大，會聚的太陽光越多，溫度也就越高。大的太陽爐甚至可以熔化金屬。F反射式天文望遠(yuǎn)鏡的凹面鏡：口徑可達(dá)數(shù)米，利用凹面鏡能夠把來自遙遠(yuǎn)宇宙空間的微弱星光會聚起來，進(jìn)行觀測。中國科學(xué)院國家天文臺興隆觀測站安裝的反射式望遠(yuǎn)鏡的口徑為2.16m，是遠(yuǎn)東最大的天文望遠(yuǎn)鏡。它能看到最弱星光，亮度只相當(dāng)于200km外一根點燃的火柴。耳

15、鼻喉科醫(yī)生用凹鏡會聚光觀察耳鼻內(nèi)的情況（額鏡）。生物顯微鏡的鏡筒下面有一個小鏡子，用來增加進(jìn)入鏡角的光強。它是凹面鏡。（2）利用凹鏡和光路的可逆性得到平行光。如：汽車頭燈的燈碗；手電筒的燈碗。六、課堂練習(xí) 1、正常人眼睛觀察物體時離眼睛25cm處最清楚，這樣眼睛不容易疲勞，人為了仔細(xì)看清自己在平面鏡中的像，應(yīng)將平面鏡放在離眼睛12.5cm處，你照鏡子時眨一下左眼，那么鏡中的你眨的是右眼。2、檢查視力時，人與視力表之間的距離應(yīng)為5m?，F(xiàn)因屋子太小而使用了一個平面鏡，視力表到平面鏡的距離為3m，那么人到鏡子的距離應(yīng)為2m。若視力表全長0.8m，則視力表在鏡中像的長度為0.8m。小明正在用手示意他所

16、看到的“E”字朝向，其示意方向應(yīng)與視力表中“E”字的實際朝向相同。3、填入適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件。4、自行車尾燈設(shè)計巧妙，是互成直角的小平面鏡，夜晚騎車時，當(dāng)后面汽車的燈光以任何方向射到尾燈時，它都能把光線“反向射回”，提醒司機注意。5、一物體放在平面鏡前5m處，若將平面鏡向物體移近1m，則物體在鏡中所成的兩次像之間的距離為2m。 若上述條件不變。則物體在鏡中所成的兩次像與物體之間的大小關(guān)系為兩次像的大小相等，且都和物體大小相等。 若上述條件仍不變，則此時像和物體之間的距離為8m。 上題中若鏡面不動，而是人向前移動1m則物體在鏡中兩次像的距離為1m。 人站在豎直放置的平面鏡前3m處，他在鏡中的像距平面

17、鏡3m,人若以0.5m/s速度向平面鏡靠近，則像相對于人的速度為1m/s。6、相互平行的兩個平面鏡間在一個蘋果，則我們從中可以看到的像有無數(shù)個。7、一根細(xì)桿與某平面鏡成30°夾角放置，關(guān)于桿跟桿在鏡中的像之間夾角的大小為60°。45°AMN8、電工儀表（或?qū)嶒炇抑须娏鞅?、電壓表等）的刻度盤上的弧形缺口中安裝的小鏡子是為了便于讀取數(shù)據(jù)。因為小鏡子是平的，不能使光增強，故不能增加刻度盤的亮度。9如圖所示，MN為一與水平地面成45°角的平面鏡，在水平面上有一小球A向右滾動，試用作圖法探究小球在平面鏡中的像的運動軌跡。（由上向下運動）10、在暗室里，為了能從鏡子中看清自己的臉部，應(yīng)把手電筒正對鏡子照射。11、通過平面鏡觀察地圖，看到甲城市在乙城市的東北方向，則實際上甲城市在乙城市的西北方向。12、物體只要在平面鏡所在的直線前就可以在平面鏡中成像。在平面鏡后方的物體不會在平面鏡中成像。平面鏡后方放東西也不會遮擋平面鏡內(nèi)的像。任何大小的平面鏡都可以成人的全身像，只不過我們本人有時由于鏡子太小