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平面鏡成像規律和特點

生活 更新时间:2024-07-21 21:19:33

當物體的反射面是光滑的平面時,我們說這個物理就是一塊平面鏡。常見的平面鏡:玻璃、靜止的水面、抛光的物體、古代的銅鏡。

平面鏡成像規律和特點(平面鏡成像規律)1

倒影的形成

平面鏡成像規律是用實驗歸納法得出的實驗結論。實驗方法是這樣的。把有支架的玻璃闆垂直架在一把直尺上(不能用穿衣鏡子),把一支蠟燭分成相等的兩部分,取一半蠟燭放在尺的一端并點燃。取另一段等長的蠟燭放在尺的另一端。移動蠟燭,從點燃的蠟燭一側觀察點燃蠟燭的像,移動未點燃的蠟燭,使其與點燃蠟燭的像重合,這時未點燃的蠟燭也好像點燃了一樣。實驗過程中注意比較像的大小;測量(本實驗隻需讀出刻度尺上的數據)并比較物距、相距的大小,像和物到玻璃的距離,即為相距和物距。找出虛像所在的位置,移去未點燃的蠟燭,把一張白紙放在像的位置,觀察紙上是否有像。讀出的數據填入記錄表格中。根據記錄的數據和觀察到的實驗現象就可以歸納出平面鏡成像規律。

平面鏡成像規律和特點(平面鏡成像規律)2

實驗圖解

平面鏡成像規律。 口訣:等大,等距,垂直,虛像,左右相反。或者“物和像關于平面鏡成軸對稱”。

細述之:像、物大小相等;左右相反。像、物到鏡面的距離相等。鏡面垂直平分物和像的連線。物體在平面鏡裡所成的像是虛像,不能用光屏承接。

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平面鏡成像規律和特點(平面鏡成像規律)4

測量方法圖解

平面鏡成像原理:光的反射定理。即虛像是反射光線的反向延長線的交點,并不是實際光線會聚而成的。是由人們根據光的直線傳播的經驗而得到的。由物體發出或者反射的任意兩條光線,由平面鏡反射後,進入人的眼睛。人眼順着這兩條反射光線的反向延長線去看,看到的就是這兩條光線延長線的交點(虛像),實際上,平面鏡後面并沒有你看到的物體,即像是物體的虛像。

平面鏡成像規律和特點(平面鏡成像規律)5

在實驗中,常用薄玻璃闆來代替平面鏡。由于一部分光線透過了玻璃闆,隻有一部分光線被反射回來,成像不如平面鏡清晰,但卻能在觀察到蠟燭像的同時,也能觀察到另一段未點燃的蠟燭,巧妙地解決了如何确定像的位置和大小問題。為了更清晰地看到像,要求玻璃前的物體盡可能的亮,實驗環境盡可能的暗,尤其是玻璃後的環境盡可能暗。

本實驗運用了等效替代法、觀察法、實驗歸納法。用未點燃的蠟燭代替點燃的蠟燭就是等效替代法。像的性質是用觀察法得到的。其它規律是從實驗記錄的數據歸納出來的。

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實像和虛像。實像:實際光線會聚點所在的位置,可以用光屏接受到。虛像:反射光線反向延長線會聚點所在的位置,不能用光屏接收到。看到鏡子裡的影像叫平面鏡成像,常被簡稱為鏡像。

有一個誤解在此幫助大家理解一下。由于人眼晶狀體是凸透鏡,在觀察物體時有“物遠像近像變小”的規律,當人走向平面鏡時,感覺像是在變大。另外,人眼觀察到物體像的大小,不僅與物體客觀大小有關,還與視角相關。

平面鏡成像規律和特點(平面鏡成像規律)7

以人眼為起點,向被觀察物體的兩端各引一條直線,這兩條直線的夾角即為視角,如果視角大,人眼睛就會認為物體大,視角小,人眼睛就會認為物體小。當人向平面鏡走近時,像與人的距離小了,人觀察物體的視角增大,看到的像感覺就變大了,但實際上物體和像大小是不變的。當你走近一顆樹時,感覺好高,當你在高處或者遠處看它時,感覺好矮,都是這個原因。這是一種視覺效果,也可以認為是一種視覺“錯誤”。

人的高度高于平面鏡時,無法完全看到自身在平面鏡中的像。隻有平面鏡的高度大于等于人體身高的一半時,才可以看到自己的全身像。這時,平面鏡的位置正好是三角形的一條中位線。

平面鏡成像規律在日常生活中有廣泛應用。

倒影形成的原因。平靜的水面就是一個平面鏡,它可以成虛像。對實物上的每一點來說,它在水中所成的像點都與物點等距,物體上各點與水面距離不同,越接近水面的點,所成的像也距水面越近,遠離水面的各點,所成的像距水面越遠,于是,各點組成的像就是水面上的倒影了。

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平面鏡不僅可以用來成等大的虛像,如供人觀照的穿衣鏡、商場内用于擴大視覺空間的平面鏡、制成玩具萬花筒等,還可以用來改變光路。例如,潛望鏡、投影儀中的平面鏡、醫生用來檢查牙齒的平面鏡等。在平面鏡成像時,你看到我的眼睛,我必然看到你的眼睛,這在物理學上,叫做光路的可逆性,實際上也是平面鏡改變光傳播方向的表現。

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平面鏡對光産生反射,可以改變光的傳播方向,從而改變光的傳播路徑,但平面鏡不能改變光線的性質。如果入射光線分别是平行光線、發散光線、會聚光線,則反射後的光線仍然是平行光線、發散光線、會聚光線。

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