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平面鏡成像規律及特征

生活 更新时间:2024-10-18 11:26:06

像、實像、虛像:

像:物體發出的光線經過光學器件後的交點稱為像。

實像:實際光線會聚點所稱的像。

虛像:反射光線反向延長線的彙聚點所成的像。

注:像是所有離開光學器件的光線的交點,物是所有入射光線的交點。好好理解這句話,這是研究成像問題最基礎的知識。

平面鏡成像:

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)1

物體發出的光線,照射在平面鏡上發生鏡面反射,反射光線的反向延長線的交點,形成物體的虛像。

平面鏡成像特點:

1、平面鏡成等大、正立的虛像。

2、物、像的連線被平面鏡垂直平分。

注:平面鏡成像作圖時可以利用平面鏡成像特點完成,如下圖所示

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)2

平面鏡的應用:

1、形成等大清晰的像。如平時我們用的穿衣鏡。

2、改變光的傳播方向。如用潛望鏡可以在水下觀察水面上的船隻。

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)3

例題:

下圖是用兩個平面鏡做成的潛望鏡,在潛望鏡的正前方有一物體AB,眼睛看到的像在什麼位置,請做出光路圖。

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)4

思路分析:

眼睛看到的是平面鏡M2所成的像,本題的重點M2所成的像對應的物在什麼地方。

在這裡我們要知道一個概念:虛物。

平面鏡M2所接收到的光線都是經過M1反射過來的光線,所以M1所成的像就相當于M2的物,即虛像為物。

虛物成像也一樣遵守平面鏡成像的規律。

解題過程:

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)5

1、首先做出AB在M1中的像A’B’。

2、做出A’B’在M2中的像A’’B’’。

眼睛看到的像在A’’B’’處,光路如上圖所示。

例題二:

人臉部寬度為L,兩隻眼睛相距為d,平面鏡與臉平行,人在平面鏡前要看到自己臉的全部寬度,平面鏡至少要多寬?

思路分析:

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)6

如上圖,AB表示人臉的寬度,L表示左眼,R表示右眼,做出光路圖。

A點要被左眼和右眼看到,需要在平面鏡的C點和D點反射光線,B點要被左眼和右眼看到,需要在平面鏡的E點和F點反射光線。

由此可知平面鏡的寬度隻要有DE的寬度即可滿足。

像是所有離開光學器件的光線的交點,物是所有入射光線的交點,看看是不是可以更清楚的理解這句話了,理解了這個很多光學的題目将會迎刃而解。

解題過程:

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)7

例題三:

如圖所示,水平地面上有一障礙物ABCD,有一平面鏡在某一高度上水平放置,試用作圖法求出位于E點的眼睛通過平面鏡可以看到障礙物後方地面的範圍。

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)8

思路分析:

眼睛能看到的部分,相當于障礙物後方地面發出的光線經平面鏡反射進入眼睛。

依據光路可逆原理,相當于在E處放一光源,光線經平面鏡反射後在地面上可以照射到的範圍。

解題過程:

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)9

1、做出E在平面鏡中的像E’

2、連接EA,并延長與平面鏡交于點O2,連接E’O2并延長與地面交于G。

3、連接E’B,并延長與地面交于點F。

做出如上圖所示的光路圖,FG即為可看到的範圍。

平面鏡成像規律及特征(幾何光學之平面鏡成像全解)10

以上幾個例題都能理解并熟練的應用後,平面鏡成像将沒有題目可以難住你了。

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