专题03 光学之平面镜成像特点的应用 光现象中平面镜成像，在中考中多以选择题、填空题、实验题、作图题为主，是中考的重点。但作为压轴题就很少见。 1.平面镜中的“花”的大小取决于 A．花本身的大小 B．平面镜的大小 C．花到平面镜的距离 D．平面镜放置的高低 【答案】A 考点：平面镜成像的特点 abc是两支完全相同的和为玻璃板，2.下图是探究平面镜成像特点的实验装置，蜡烛。下列说法错误的 是 A.为了保证实验效果应选择较薄的玻璃板 B.实验时玻璃板a应与水平桌面垂直放置 C.沿水平桌面移动前蜡烛c应先点燃 D.该实验最好在较暗的环境中进行 【答案】C 【解析】 试题分析：A、因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板，故本选项正确，但不符合题意．B、实验时玻璃板如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不 可能与前面蜡烛的像完全重合，就无法验证像的位置和大小，所以玻璃板a应与水平桌面垂直
放置．故本选项正确，但不符合题意．C、因为玻璃板是透明的，两面都能发生反射现象形成像，如果移动蜡烛c前先将其点燃，在玻璃板两面都会形成蜡烛的像，实验很难进行．故本选项错误，符合题意．D、因蜡烛是 1 故但不符合题意．点燃的，所以适合在较黑暗的环境下才可看清蜡烛的像，能保证实验效果．故本选项正确，选C．考点：平面镜成像的特点和原因 3.下列现象中，由于光的反射形成的是 ．豹子在水中D．BA．铅笔在水面处．人在阳光下C水中的筷子的倒影“折断”向上翘形成影子 D 【答案】【解析】是试题分析：A和C都是由于光的折射形成的；B是由于光的直线传播形成的；的，D是由于光的反射形成 平面镜成像。当物体射到平面镜上的光，经平面镜反射后的反射光线是发散的，这些光线的反向延长线相D 交而成的点，就是我们看到的像。故选考点：光现象） 4.下面方框中的四个福娃图像中，有一幅是福娃在竖直放置的平面镜中的像，它应当是 （ A 【答案】【解析】福娃在竖直放置的平面镜中的像，平面镜成的是正立等大的虚像，像和物关于镜面对称。所以，试题分析：A A。故选它应当是考点：平面镜成像的速度远离平面镜身高1.6m的人，站在平面镜前s1m处，则人在镜中的像高2m／ m，若此人以5.）“不变”、“变小”、。，镜中的像的大小后，像与平面镜的距离为运动1s m （选填“变大”【答案】1.6 3 不变 2
平面镜成像教学目标 认知目标 1.理解平面镜成像特点 2.知道在光的反射现象中光路可逆 3.知道潜望镜、万花筒的光学原理 技能目标学会平面镜成像作图法 重点 平面镜成像特点 难点 “像”的概念，区别实像和虚像 教学过程 复习
1．光的直线传播 2．光的反射现象及反射定律 3．光路可逆 导入 学生观察课本P54照片 设问湖中的倒影是怎样产生的？为什么与湖面上的景物对称？ 展示表面平的镜子、玻璃板、表面抛光的金属板、平静的水面、大理石及透明塑料片等都能产生与物体对称的影子。 这类反射面是平面的镜子称为平面镜。 新课 一、平面镜所成的像有什么特点？ 实验1 内容活动卡P35实验1 记录将蜡烛和蜡烛的像的位置用刻度尺连起来， 量出蜡烛到镜面的距离和蜡烛的像到镜面的距离。 结论平面镜所成的像是虚像；像和物体到平面镜的距离相等；像和物体的大小相等；像和物体对镜面来说是对称的。
实验2 内容活动卡P35实验2 观察比较描画与原画的大小、左右和朝向关系 结论虚像、对称、大小相等 练习课本P56思考与练习1.2.5. 二、平面镜中的像是如何产生的？ 阅读课本P54-P55 发光点S发出的光束经平面镜反射，进入人眼。所有反射光线的反向延长线都交于镜面后的S’。因为光的直线传播，人眼感到反射光线是从镜面后的S’发出的，好像S’在发光，S’实际没有光线射出，它是发光点S在平面镜中所成的虚像。物体上的每一点都会在平面镜中形成一个相应的`虚像点，在平面镜中就形成了物体的像。像的大小与平面镜的大小无关。 演示平面镜成像作图法 利用物像对称性先决定像点位置，任取两根发散光线并画出反射光线。（用虚线表示反射光线的反向延长线） 提问如果入射光线沿着反射光线的方向射入，情况会怎样？ 练习活动卡P36思考和讨论1.2.
光学成像原理 光学成像原理简介 一个成像系统主要包含以下几个要素： ·视场：能够在显示器上看到的物体上的部分 ·分辨率：能够最小分辨的物体上两点间的距离 ·景深：成像系统能够保持聚焦清晰的最近和最远的距离之差 ·工作距离：观察物体时，镜头最后一面透镜顶点到被观察物体的距离 ·畸变：由镜头所引起的光学误差，使得像面上各点的放大倍数不同，导致变形 ·视差：是由传统镜头引起的，在最佳聚焦点外物体上各点的变化，远心镜头可以解决此难题。 ·图像传感器尺寸：图像传感器（一般是CCD 或CMOS ）有效的工作区域，一般指的是水平尺寸。对所希望的视场来说，这个参数对决定预先放大倍数（PMAG ）是很重要的。多数图像传感器的长度与宽度之比是4:3 ，如下图所示。
·预放大倍数：是指视场与图像传感器尺寸的比值，这个过程是由镜头来完成的 ·系统放大倍数：是指显示器上的图像与实际物体大小的比值，也就是整个系统的放大倍数。它也可以写成预放大倍数与电子放大倍数的乘积，而电子放大倍数则是显示器尺寸与图像传感器尺寸的比值。 ·分辨率：分辨率的大小表征了对物体上细节的辨别能力，下图简单的说明了物体上的两个方块区域成像到CMOS/CCD相机上。可以看出，因为图像传感器上像素间的距离已经确定，如果想要区分物体上很近的两点，它们之间必须隔开一定的距离。 与分辨率相关的术语有以下几个： ·每毫米对线（lp/mm）：如上图所示，一对线是指一个红色的区域和一个空白的区 域。分辨率就是用每毫米上对线的数量来表示，因此分辨率常常被看作是空间频率。 这个频率的倒数是指最小可分辨的物体上两点间的距离，用毫米来表示。这个参数可 以用来表征镜头或者相机的分辨率。 ·像素数：数码相机的分辨率也可以用图像传感器的像素数来表示。如图所示，一对线 与两个像素相对应，换句话说，如果要使两个红色区域分开，就必须一个像素贡献于 红色区域，一个像素贡献于红色区域间的空白。
【本讲教育信息】 一. 教学内容： 寒假专题——光学平面镜成像作图辅导总结 二. 考点点拨： 考点1：平面镜作图题解题指导 考点2：时钟问题 三. 跨越障碍： 考点1、平面镜成像作图 （一）作图依据的原理 1. 光的反射定律： （1）反射光线与入射光线、法线在同一平面上； （2）反射光线和入射光线分居在法线的两侧； （3）反射角等于入射角。 2. 平面镜成像的特点： （1）平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等； （2）像与物体的大小相等； （3）像与物体的连线与镜面垂直。 实际中总概况的话就是平面镜所成的像和物关于平面镜对称 （二）作图的规范化要求 1. 平面镜的反射面和非反射面不能混淆，平面镜的非反射面要画上短斜线。 2. 实际光线（入射光线和反射光线）要画成实线，并用箭头表示光行进的方向，实物用实线表示。 3. 虚像、法线和光的反向延长线要用虚线表示。 4. 为了表示实物和虚像的对称点，实物和虚像都要标上箭头或字母。 （三）平面镜作图题的类型和解法 1. 确定平面镜的位置 （1）根据入射光线和反射光线位置确定平面镜的位置，解这类题的一般程序： ①找到入射光线和反射光线及其交点． ②此时的入射光线和折射光线之间的夹角为两倍的入射角或者两倍的反射角大小 根据光的反射定律知，反射角等于入射角，所以反射光线与入射光线的角平分线即为法线． ③画平面镜．平面镜与法线垂直． 例1.在图1中根据入射光线AO和反射光线OB，画出法线和平面镜。
图1 点拨：此时AO，OB分别为入射光线和反射光线，此时两线之间的夹角为2倍的入射角大小，所以过入射点O作角AOB的平分线即为法线，注意法线要用虚线表示，根据法线和平面镜垂直即可作出平面镜。 例2.在图2中，S'为发光点S在平面镜中的像点，在图中画出平面镜的位置． 点拨：根据平面镜成像规律中“像和物的连线跟镜面垂直，它们到镜面的距离相等”这一特点，S'和S的连线的垂直平分线即为平面镜镜面位置（物和像关于平面镜对称）。 例3.小明用平面镜将一束太阳光反射到竖井中，如图3所示。请在图上作出平面镜的位置，并标出镜面与水平面夹角的度数。 图3 点拨：根据光的反射定律中反射角等于入射角可知，反射光线和入射光线的夹角是120°，则反射角和入射角分别是60°，由此可确定出法线，再作出法线的垂线，即平面镜。具体作法如下图。 2. 确定物的位置 例4. 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4中画出发光点S的位置。写出具体步骤：
七下易错题整理：光的反射平面镜练习（含答案） 一、选择题 1．雨后晴朗的夜晚，为了不踩到地上的积水，下面的判断正确的是（） A．迎着月光走时地上发亮处是水，背着月光走时地上暗处是水 B．迎着月光走时地上暗处是水，背着月光走时地上发亮处是水 C．迎着月光走或背着月光走时，都应是地上发亮处是水 D．迎着月光走或背着月光走时，都应是地上暗处是水 2．如图是利用透明玻璃板探究平面镜成像特点的实验示意图，下列说法正确的是（） A．该实验最好在明亮的环境中进行 B．蜡烛远离玻璃板过程中，蜡烛的像始终与蜡烛 等大 C．把光屏放在玻璃板后像所在的位置，像会成在 光屏上 D．玻璃板应选择较厚且涂有水银反光面的镜子 3．某人手持边长为 6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离始终保持为 0.4m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了 6.0m，发现用这个镜子长度的 5/6就能看到整棵树的像。这棵树的高度约为（） A． 4.0m B． 4.5m C． 5.0m D．5.5m 4．有一位同学在湖边拍了一张照片。因为湖水平静，岸上景物与湖中倒影在照片上十分相似。下列几种方法中，哪一种不能用来正确区分真实景物与它在湖中的倒影（） A．倒影比真实景物暗一些 B．倒影比真实景物的清晰度略差一些 C．倒影中人物排列左右位置与拍照时的真实位置正好相反 D．景物与倒影对称于水面 5．下列现象中由光的直线传播形成的是（） A.凿壁借光 B. 渔民叉鱼 C.水中倒影 D. 雨后彩虹6．把微小放大以利于观察，这是物理学中一种重要的方法．如右图是一种显示微小形变的装置． A为激光笔， B、 C是平面镜， P为台面，未放重物时，激光束反射在屏上的光斑为点 D，当把重物 M放在台面 P上时，台面将发生微小形变，以下说法正确的是（） A．平面镜 B上的入射角变小，光斑向 D点的左侧移动 B．平面镜 B上的入射角变小，光斑向 D点的右侧移动 C．平面镜 B上的入射角变大，光斑向 D点的左侧移动
二期课改教材分析（第一、二单元）之二 案例分析：我将以第一个光学的案例来结合具体分析活动卡的应用以新教材提倡的探究法的实施。 光的反射——平面镜成像（一） 教材分析： 本节是反射定律后的一个应用知识点。与学生生活息息相关，可以结合课程标准中的理念“从生活到物理，从物理走向社会”的目标达成，在课堂中有效引导学生进行物理规律的探究，并应用于生活中，把课延续到课外。 教学方法： 运用人认识自然规律事物的规律：实践→认识→再实践→再认识。整堂课使学生在教师引导下进行合作探究。 教学目标： （综述）通过团队合作探究，学到平面镜成像规律及其应用的相关知识；解决一个生活中熟视无睹的常见现象问题。体会科学家的观察、提问、实验验证的过程；感受努力后获得成功的喜悦；培养学生对科学的兴趣及好奇心；培养与他人合作的能力；通过小游戏，了解物理知识的广泛应用，培养学生多思考的好习惯。师生一起构建和谐的课堂教师充分尊重学生，从学生的需要出发，也体现了一种生命教育。 1、认知和技能领域： 知道平面镜概念； 掌握平面镜成像规律； 理解虚像概念； 知道平面镜在生活中的运用实例——潜望镜； 2、方法和过程领域： 在教师有效引导下进行合作探究； 3、情感、态度和价值观领域： 体会科学家的观察、提问、实验验证的过程； 感受努力后获得成功的喜悦；培养学生对科学的兴趣及好奇心； 培养与他人合作的能力；通过小游戏，了解物理知识的广泛应用，培养学生多思考的好习惯； 4、重点：平面镜成像规律；平面镜成像的应用。 难点：如何有效地引导合作探究；虚像的概念。 教学器材： 学生实验——两块玻璃板、刻度尺、白纸、自制木块、两支相同的蜡烛和火
“计算光学成像的探索者”——中关村企业借你一双慧眼 目前，上亿像素大阵列复眼成像技术的公司，全球范围内仅3家公司。而在北京中关村，就有这样一家公司叫泰邦泰平，他们被称为“计算光学成像的探索者”。这个成立于2013年的年轻企业，不仅是2016年首批中关村前沿技术企业，而且是国家高新技术企业，拥有两项世界首创技术，多项国内外发明专利技术。 科普时间到： 什么是计算成像： 传统的的光学成像的原理就是几何光学成像，核心只在镜头。比如说一个镜头，后面摆一个胶片或者一面屏幕，这样都能看到图像，拍到的是什么像，看到的就是什么像。 而计算成像中的成像首先要运用到光学的组件和技术，第二要运用图片信号处理的技术，把这两个结合到一起做成的成像技术，比如说我们现在要说的复眼成像和光圈景深联合延拓成像等，可以用计算成像做任意高分辨率的成像和光圈景深联合延拓成像。 本文重点来了！
什么是复眼成像？ 复眼成像是仿照昆虫眼睛的成像原理研发的新型成像技术，复眼成像技术相比于传统的单眼成像技术有着无法比拟的优势，比如复眼相机能够实现超高分辨率的成像，几千万到几亿甚至几十亿像素的分辨率都可以达到！其他的如超低照度，超宽视场角的性能也可以同时达到。 传统的单眼相机只能实现宽、远、清成像的三者之二，而复眼相机可以同时实现宽、远、清的成像！进一步，复眼相机具备广角和特写兼备、动态细节长时间跟拍的全新拍摄体验！
如图，通俗的说，传统技术下一个大房子经过镜头成像形成一个小房子的图片 而运用复眼技术后，可以形成更加清晰的大房子的图片 复眼技术分为两种，一是多个眼睛看同一个场景，每个眼睛的分辨率不高，看同一个场景的同时，通过计算，形成一个高分辨率的效果。二是所有的子系统都看同一个画面，形成一个高分辨率。还有一种所有的子系统都看画面的一部分，但是每一个系统的分辨率都比较高，最后的系统分辨率会非常高，就像蜻蜓的眼睛或者苍蝇的眼睛。 下图就是16个复眼监控的摄像头，通过坐标的变换、画面的拼接和融合，颜色的统一后形成一张完整的图片。
光学作图专题 光的反射、平面镜成像、光的折射作图 1.（1）光与平面镜成30°角射在平面镜上，如图1所示，请根据光的反射定律画出它的反射光线，并标 明反射角的大小． 2.（2）画出图2物体AB在平面镜M中所成的像． 3. 4.图中S是一个点光源，S发出的哪一条入射光线经过镜面发射后通过点A，请作出这条入射光线． 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.如图所示，光线垂直射入水面，水里有个平面镜，请画出此题的光路图。 12. 13. 14. 15. 16.~
17.如图所示，由点光源S发出的一束光AB射到镜面MN上，CD是由S发出的另一束入射光的反射光，请 在图中画出点光源S的位置。 18.如图所示，平面镜前有一点光源S发出的一束光线被平面镜反射后经过A点， 请作出该光线的光路图。 19.如图所示,一束光线在空气和水两种介质的界面上 同时发生反射和折射,图中已标出反射光线,请画出 折射光线的大致方向和入射光线． 20. 21. 22. 23.如图所示，根据光的反射定律画出入射光线AO的反射光线OB，并标出反射角的度数． 24. 25.如图所示，一束激光α斜射向半圆形玻璃砖圆心O， ！ 结果在屏幕上出现两个光斑，请画出形成两个光斑的光路图。 26.（1）图1中入射光线与镜面成30度角，请你完成光路图并标出反射角． 27.（2）钱包掉到了沙发下面，没有手电筒，小明用平面镜反射灯光找到了钱包．图2中已经标出了入射 光线和反射光线的位置，请在图中画出法线与镜面． 28. 》
29.如图所示，平面镜前一个发光点S和它的两条光线，请在图中作出S在平面镜中的像， 并作出这两条光线的反射光线． 30. 31. 11.在图中作出物体AB在平面镜中所成的虚像A′B′． 12.如图所示，S是一个发光点，S′是它在平面镜中成的像，SA是S发出的 一条光线，请在图中画出平面镜的位置和SA经平面镜反射后的光线。 13. 如图所示，根据平面镜成像的特点在图中请画出缺少的平面镜． 14.物体AB放在平面镜前，请在图中画出它经平面镜所成的像。 · 15. 如图所示，一束光从空气斜射到三棱镜上，请画出三棱镜内的折射光线（大致方 向）． 16.潭清疑水浅，安全记心间，如图，A是水池底某点，请大致 作出光线AO的折射光线以及人从岸上看到A的像A′。 17.如图所示，发光点S发出一条射向水面的光线，在水面发生反射和折射，反射光线经过P点，请在图中作出入射光线、反射光线及大致方向的折射光线。
光学专题主要知识点有光的反射定律、平面镜成像的特点、光的折射规律、透镜成像及其应用。每年中考试卷里考查光学知识大约10—15分左右。试题类型有填空题、选择题、探究题、作图题、简答题。 一、光的反射定律的考法与解法 这部分内容要搞好三个考点问题的处理解决办法。主要包括光的反射定律作图、光的反射定律应用及漫反射和镜面反射的概念、探究光的反射规律。下面以典型试题的解析为例，给同学们指导。 1.利用光的反射定律作图 【例题1】如图所示，入射光线与镜面成30°，请按照要求作答：①画反射光线；②标出反射角． 【答案】如图所示。 2.光的反射现象问题 【例题2】2017年2月24日，毕节市”五城同创“启动大会召开．全市上下积极参与到创建工作中，在医院、学校附近常常有禁止鸣笛的标志，这是为了预防对环境的影响．在天更蓝、水更清的碧阳湖畔，平静的湖面倒映着蓝天、白云，这是光的现象，和煦的阳光洒向湖边茂密的树林，走在树荫下，看到地面上圆形的光斑，这是形成的太阳的像． 【答案】噪声；反射；太阳经过树叶缝隙．
【解析】（1）响度指声音的强弱或大小，与振幅和距离有关；高音喇叭和医用听诊器，将它们制成这种形状，都是为了减小声音的散失从而增大响度，在医院、学校附近禁止鸣笛标志，是通过在声源处减弱噪声；（2）湖边人树在水中的倒影，是光的反射形成的，与平面镜成像的原理一样，成的是虚像； （3）茂密树荫下的圆形光斑是太阳经过树叶缝隙形成的像，树叶缝隙就是小孔，所成的是太阳的实像．3.光的反射定律应用及漫反射和镜面反射的概念 【例题3】由于光在电影屏幕上发生，所以人们能从不同方向看到屏幕上的像．小明想用一块平面镜使水平面成30°角的太阳光竖直射入井中（如图所示），则反射光线与入射光线的夹角为，在图中画出平面镜的位置并标出镜面与水平面夹角的度数． 【答案】漫反射；120°；作图如下。 在标反射角的度数时要注意：反射角是反射光线和法线的夹角． （1）银幕是凹凸不平的，平行光线入射到粗糙的银幕上，反射光线射向四面八方，进入不同方向的人的眼睛，不同方向的人们都能看到．因此光在银幕上发生漫反射。 （2）由于反射光线竖直射入井内，过入射点O竖直向下做出反射光线OB；然后作∠AOB的角平分线即为法线（ON）． 由图知：反射光线和入射光线的夹角∠AOB=30°+90°=120°；
光学·平面镜成像(光的反射定律) ·教案 一、教学目标 1．在物理知识方面要求． (1)掌握光的反射定律，会用光的反射定律解释有关的现象； (2)掌握平面镜成像的原理和规律； (3)应用平面镜成像的规律解决一些简单的物理问题． 2．通过演示实验，概括出平面镜成像的特点，应用光的反射定律推导出平面镜成像的特点．培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的学习，培养分析、推理能力． 3．通过简单的物理问题的解决使学生理解解决物理问题的基本原理和基本方法，如何建立已知与未知和所求之间的关系．从而加深物理方法的学习． 二、重点、难点分析 1．重点是使学生掌握平面镜成像的原理及推导过程．平面镜成像的特点是解决平面镜问题的关键．平面镜成像是虚像，学生作图时要注意用虚线；平面镜成像，其像和物关于平面镜对称的含义是像正立且与物等大． 2．教学难点之一是如何澄清学生头脑中“像”的概念．要突破这一点就要让学生清楚物理中像的准确定义，生活中像、影、相又指的是什么意思．严格区分教学中的相似与物理的“相似”有什么不同． 3．教学中的另一个难点是如何应用平面镜成像的特点解决实际问题．最关键的是要抓住最简单、最基本的方法． 三、主要教学过程 (一)引入新课 光的反射现象和平面镜在初中物理中已经学到一些知识，今天我们来进一步研究．光的反射现象处处可见，平面镜也是日常生活中常见的物品，它们有什么特性呢？ (二)教学过程设计 1．光线和光束． 光线是利用光的直线传播而从光束中抽象出来的概念．物体发出的光束，用一条带箭头的直线来表示光的传播方向——光线．光线是光束的抽象结果，实际是不存在的，而光束是客观存在的．在画光线时注意光的传播方式用直线表示，要用实线，而光的传播方向箭头一般标在直线段的中央部分．光束可分为平行光束、发散光束、会聚光束三种情况． 2．光线传播到两种介质的分界面所发生的现象：反射和折射现象可能同时发生，也可能只发生反射现象，但有折射现象的同时一定有反射现象，只是反射现象有时极不明显而不考虑．通过作图介绍入射点、法线、入射光线、反射光线、入射角和反射角的概念．光在介质中传播时会有能量损失(被吸收)．光在两种介质界面上发生反射或折射时也要有能量损失． 3．光的反射定律． (1)(三线共面)．反射光线在入射光线和法线所决定的平面内；(因果关系要注意) (2)(法线居中)反射光线跟入射光线分别位于法线的两侧； (3)(两角相等)反射角等于入射角．(因果关系)． 4．镜面反射和漫反射．
一：选择题（可以有多选） 1、下面关于几何光学的几本定律陈述正确的是（BCD ） A、光是沿直线传播方向传播的，“小孔成像”即是运用这一定律的很好例子。 B、不同光源发出的光在空间某点相遇时，彼此不影响各光束独立传播。 C、在反射定律中，反射光线和入射光线位于法线两侧，且反射角与入射角绝对值相等。D：光的全反射中，光线是从光密介质向光疏介质入射。 2、下列关于单个折射面成像，说法错误的是（D ） A、垂轴放大率仅取决于共轴面的位置。 B、折射球面的轴向放大率恒为正。 C、角放大率表示折射球面将光束变宽或是变细的能力。 D、α、γ、β三者之间的关系为γβ=α。 3、一个物体经单个折射球面成像时，其垂轴放大率β>1，且已知n
平面镜成像考点(2017.02.) 1用玻璃板代替平面镜的好处 便于观察确定像的位置比较像的大小 2玻璃板应该如何选择 薄玻璃板 3薄玻璃板会成像会有什么特点？为什么会出现这种现象？ 会看到两个几乎重叠的像原因是玻璃板前后表面都成像 4用厚玻璃板会出现什么现象 会明显看到两个像 5实验为什么要在较暗的环境中进行为什么只点燃镜前的蜡烛而熄灭镜后的蜡烛 镜后蜡烛熄灭使像更清晰 6对蜡烛的选择的要求 完全相同的两个蜡烛便于比较像与物的大小 7实验中使用刻度尺的目的是 为了比较像到平面镜的距离与物到平面镜的距离的关系 8实验中使用方格纸的好处是什么 便于确定像和物到平面镜的的位置关系或像与物连线是否与镜面垂直 9玻璃板没有竖直放置会怎么样 无论怎样移动未点燃的蜡烛也无法与镜前点燃的蜡烛所成的像重合 实验中要注意玻璃板要竖直放置 10.实验中如何确定像的位置 人在玻璃板前看玻璃板看玻璃板中蜡烛A的像并用一个等大的蜡烛B在玻璃板后移动直到与蜡烛A的像完全重合为止11.实验数据处理时的注意事项 （1）记录物距与像距的时候读数要读到分度值的下一位 （2）分析实验数据时如果物距与像距差距时大时小应考虑是由实验误差引起的要是出现出现每次物到平面镜的距离与像到平面镜的距离差值总是一个大而且差值几乎相同则是由玻璃板有一定厚度的原因导致的 12实验操作要求 玻璃板要用薄玻璃板要竖直放置玻璃板前在白纸上画一条直线玻璃板的前表面与直线对齐实验中最好采用坐标纸
五年练习题:（前五题答案在后面） 6(5分）晓雪利用如图甲所示的装置探究“平面镜成像时像与物的关系”的实验： 甲乙 （1）如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择 2 mm厚的玻璃板做实验较合适。实验中用两段相同的蜡烛是为了比较像与物大小的关系。 （2）在实验过程中，晓雪移动蜡烛B，使它与蜡烛A的像完全重合，确定了像的位置。为了研究平面镜所成的是实像还是虚像，晓雪用光屏代替蜡烛B，她不能（选填“能”或“不能”）用光屏接收到蜡烛A的像，由此说明平面镜成的像是虚像像。 7.．(6分)如图48甲是小明和小强在探究平面镜成像实验时的情形，请你回答下列问题。 （1）实验中用到的测量仪器 1)刻度尺．………………1分。 （2）说明实验中选择等大蜡烛的目的：便于比较像与物的大小关系，………1分用没点燃的蜡烛找像的过程中替代的是物还是像. 物 (3)实验中小明小组的同学们实验中进行了准确的测量，得到了如下表的实验数据，发现第1次数据有问题，出现这样问题的原因可能是什么？没有找到真实像的位置就测量像距，测量的像距不是真实的像距； 去掉这组数据还能得出结论吗?若能请你写出能，像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离，…………2分. （4）实验后，同学们画出了如图乙所示的成像光路，请你根据此图解释人看到像的原因和所成像的性质。 (4)．蜡烛火焰发出的光经平面镜反射进入人的眼睛，人感觉光是沿直线传播的，作反射光线的延长线形成的．所成的像是正立、等大的虚像。…2分 8.(6分)小涵利用如图所示的实验器材探究平面镜成像的特点。请你解答以下问题： (1)请分析实验时采用薄透明平板玻璃代替平面镜的原因(1)利用平板玻璃透明还能反射 光成像的特点，透过玻璃板既可以看到像也可以看到玻璃板后面的物体，便于确定像的 位置,研究像与物的关系。（1分）_。实验中需要用到的测量工具是_刻度尺（1分）_。 (2)实验时手不能伸到镜中，那么如何确定像的位置呢？写出你的操作过程。 (2)在平板玻璃后移动蜡烛B，（1分）直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合（1分） (3)如何验证平面镜成的是实像还是虚像？写出你的验证方法。 (3)在成像的位置处放一张白纸（或光屏）观察白纸上能否承接到蜡烛A的像，（1分） 若白纸上能否承接到蜡烛A的像，说明平面镜成的是实像，反之成的是虚像。（1分） 白蜡烛A 蜡烛B 支
常用光学计算公式 文章来源：未知(发布时间：2012-07-03) 1. 焦距：反向延长的轴上成像锥形光束与延长的入射光束相交形成一个平面，从像到该平面的沿光轴距离就是焦距。焦距f、通光孔径D与f/#（F数）之间的关系： 2.视场角：由光学系统主平面与光轴交点看景物或看成像面的线长度时所张的角度。全视场角2ω、像面尺寸2y与焦距f之间的关系： 像面尺寸=像素数×像元尺寸 ω=arctg(像素数×像元尺寸/2f) 视场角分为水平视场角和垂直视场角，没有特殊说明是指由像面对角线尺寸计算出的视场角。 3. 分辨率：反映光学系统分辨物体细节的能力，通常将光学系统能够分辨名义物距处两个靠近的有间隙点源的能力定义为分辨率。瑞利判据指出，两个靠近的有间隙点源通过光学系统成像，每个点都形成一个衍射斑。如果两个衍射斑之间的距离等于艾里斑半径，两个点像是可以分辨的，此时像面上两个点的间距d 为： 4.空间分辨率：探测器的张角，为像元尺寸与焦距的比值，单位为mrad。 空间分辨率=像元尺寸/f 5. 尼奎斯特频率：是像素化传感器可以成功记录的最大空间频率，为1/（2像素周期），以lp/mm为单位。例如，某传感器的像元尺寸为25um，其尼奎斯特频率为： 1000/（2×25）=20lp/mm
6.视觉放大率：视觉光学系统的放大倍率，其定义为有光学系统（即通过光学系统观察）时目标所张的角度与无光学系统（即用肉眼直接观察）时目标所张的角度之比。在人眼为探测器的目视光学系统中，在250mm距离处定义放大倍率为1。 目镜视觉放大率Г=250/f 7.数值孔径：就是到达轴上像的边缘光线的半锥角的正弦，即来自轴上物点的半锥角的正弦。 8.红外系统识别和探测距离的计算： 其中，d s—识别距离 d t—探测距离 h—物体尺寸 f—光机系统焦距 n—识别或者探测所需像素数 d0—像元尺寸 9. 光焦度：焦距的倒数。用Φ表示： 其中，n—透镜的折射率 r1，r2—透镜的两个曲率半径
计算成像 1.为何要研究计算成像？ 计算成像能够实现传统成像无法完成的任务，例如：去除运动模糊、超分辨率重建等。 2.用计算成像的方法怎样提高图像分辨率？ 增加空间分辨率最直接的解决方法就是通过传感器制造技术减少像素尺寸（例如增加每单元面积的像素数量）。然而，随着像素尺寸的减少，光通量也随之减少，它所产生的散粒噪声使得图像质量严重恶化。不受散粒噪声的影响而减少像素的尺寸有一个极限，对于0.35微米的CMOS处理器，像素的理想极限尺寸大约是40平方微米。当前的图像传感器技术大多能达到这个水平。 另外一个增加空间分辨率的方法是增加芯片的尺寸，从而增加图像的容量。因为很难提高大容量的耦合转换率，因此这种方法一般不认为是有效的。在许多高分辨率图像的商业应用领域，高精度光学和图像传感器的高价格也是一个必须考虑的重要因素。因此，有必要采用一种新的方法来增加空间分辨率，从而克服传感器和光学制造技术的限制。 （1）超分辨率重建 图像超分辨率是指由一幅低分辨率图像或图像序列恢复出高分辨率图像，高分辨率图像意味着图像具有高像素密度，可以提供更多的细节，这些细节往往在应用中起到关键作用。图像超分辨率技术分为超分辨率复原和超分辨率重建。超分辨率重构的基本过程为：先进行图像退化分析，然后进行图像的配准，最后根据配准的信息对图像进行重构。目前，图像超分辨率研究可分为3个主要范畴：基于插值、基于重建和基于学习的方法。具体方法有：规整化重建方法，均匀空间样本内插方法，迭代反投影方法(IBP)，集合理论重建方法(凸集投影POCS)，统计重建方法(最大后验概率MAP和最大似然估计ML)，混合ML/MAP/POCS 方法，自适应滤波/维纳滤波/卡尔曼滤波方法，确定性重建方法基于学习和模式识别的方法。 超分辨率重建，即通过硬件或软件的方法提高原有图像的分辨率，通过一系列低分辨率的图像来得到一幅高分辨率的图像。超分辨率重建的核心思想就是用时间带宽（获取同一场景的多帧图像序列）换取空间分辨率，实现时间分辨率向空间分辨率的转换。在基于超分辨率重建的空间分辨率增强技术中，其基本前提是通过同一场景可以获取多幅低分辨率细节图像。在超分辨率重建中，典型地认为低分辨率图像代表了同一场景的不同侧面，也就是说低分辨率图像是基于亚像素精度的平移亚采样。如果仅仅是整数单位的像素平移，那么每幅图像中都包含了相同的信息，这样就不能为高分辨率图像的复原提供新的信息。如果每幅低分辨率图像彼此之间都是不同的亚像素平移，那么它们彼此之间就不会相互包含，在这种情况下，每一幅低分辨率图像都会为高分辨率图像的复原提供一些不同的信息。为了得到同一场景的不同侧面，必须通过一帧接一帧的多场景或者视频序列的相关的场景运动。我们可以通过一台照相机的多次拍摄或者在不同地点的多台照相机获取多个场景，例如在轨道卫星一类可控制的图像应用中，这种场景运动是能够实现的；对于局部对象移动或者震荡一类的不可控制的图像应用也是同样能实现的。如果这些场景运动是已知的或者是在亚像素精度范围了可估计的，同时如果我们能够合成这些高分辨率图像，那么超分辨率重建图像复原是可以实现的。
第一章几何光学基本定律与成像概念 1.试由折射定律证明光线的可逆性原理。 2.试对几何光学的每条基本定律提出一个实验来证明它。 3.弯曲的光学纤维可以将光线由一端传至另一端，这是否和光在均匀介质中直线传播 定律相违背？ 4.证明光线通过置于空气中的几个平行的玻璃板时，出射光线和入射光线的方向永远 平行。 5.试说明，为什么远处灯火在微波荡漾的湖面形成的倒影拉得更长？ 6.弯曲的光学纤维可以将光线由一端传至另一端，这是否和光在均匀介质中直线传播 定律相违背 7.证明光线通过几个平面的玻璃板时，出射光线和入射光线的方向永远平行。 8.太阳的高度恰好使它的光线和水平面成40°角，问镜子需怎样放置，才能使反光镜 的阳光垂直射入井底？ 9.水的折射率是1.33，光线从空气射入水中，入射角是30°，问：折射角是多大？如 果光线从正入射连续改变到掠入射时，折射角相应地有多大的改变？ 10.光以60°的入射角射到玻璃板上，一部分光被反射，一部分光被折射，若反射光线 和折射光线互成90°，玻璃的折射率是多少？ 11.光从水射到某种玻璃时的相对折射率是1.18，从水射到甘油时的相对折射率是1.11， 光线从这种玻璃入射到甘油时的相对折射率是多少？ 12.给出水（折射率1.33）和玻璃（折射率1.55）的分界面，求一束光在水中以45°角 入射到分界面上时透射光线的折射角，若现在倒过来光线沿此透射光方向返回从玻璃投射倒分界面上，证明其折射角为45°。 13.有一折射率为1.54的等腰直角棱镜，求入射光线与该棱镜直角边法线成什麽角度时， 光线经斜面反射后其折射光线沿斜边出射。 14.有一个玻璃球，其折射率为1.5163，处于空气中，今有一光线射到球的前表面，若 入射角为60°，求在该表面上此反射光线和折射光线之间的夹角。 15.折射率n1=1.4，n1′=n2=1.6，n2=1的三种介质，被二平行界面分开，试求在第二介 质中发生全反射时，光线在第一分界面上的入射角。 16.一条位于空气中的光学纤维，其芯线和包层的折射率分别为1.62和1.52，试计算该 光学纤维的数值孔径。 17.一个截面为等边三角形的棱镜，用光学玻璃ZF6制成，其折射率nc=1.7473（红光）， nD=1.7550（黄光），nh=1.8061（紫光），若D光经第一折射面折射后与截面底边平行，而C光、F光在第一面的入射角与D光相同，求三色光经第二折射面后的折射角各为多少，并用示意图表示出三色光的位置。 18.试利用符号规则查出下列光组及光线的实际位置。（1）r=-30mm，L=-100mm，U=-10°； （2）r=30mm，L=-100mm，U=-10°；（3）r1=100mm，r2=-200mm，d=5mm，L=-200mm，U=-20°；（4）r=-40mm，L′=200MM，U′=-10°；（5）R=-40MM，L=-100mm，U=-10′，L′=-200mm。 19.试用符号规则画出几个图形，以表示公式h=rsinΦ，式中h为光线与球面交点到光轴 的距离（称入射高度），r为折射球面半径，Φ为光线入射点处法线与光轴的夹角。 20.试证明一个垂直于光轴的平面物体，即使用细光束成像，其像仍是一个曲面。 21.当要求允许相对误差为万分之一时，其近轴区的范围为多少？ 22.与光轴成U=-3°32′46″的光线，自折射率n=1的介质射到r=100mm、折射率n′=1.6248
1、某同学在探究平面镜成像特点实验时，将一块玻璃板竖直 架在一直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖放 在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察，如图15 所示． 在此实验中： (1)直尺的作用是便于比较物与像； 图15 (2)两段等长的蜡烛是为了比较物与像； (3)移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上接收到蜡烛A的烛焰的像(填 “能”或“不能”)，这说明平面镜成的是像； 2、平面镜是人们常用的工具,下面是某物理兴趣小组对平面镜的探究: 方博同学在观察平面镜成像时,得出以下结论, 你认为其中不正确的是(写序号) A.烛焰在平面镜中成的像是虚像 B.若把点燃的蜡烛移近平面镜,它的像变大 C.若把蜡烛的位置和它的像的位置用直线连接起 来,则连线与镜面垂直 D.当点燃的蜡烛远离平面镜时,它的像也逐渐远离平面镜 E.当蜡烛以0.5m/s的速度靠近平面镜,则蜡烛相对于其像的速度为1m/s (2)检查视力时,眼睛距视力表应为5m,由于室内两墙距离只有3m,晓明找 来一块平面镜解决了这个难题,把平面镜和视力表分别挂在相对的两面墙 上.这时晓明距平面镜的距离应为__________m. (3)城市中高楼耸立,且在高楼大厦外墙多镶嵌着大幅平板玻璃,这实际上 形成了污染。亮亮经过一个十字路口时看到,路口右侧楼房上嵌 有面对正西南方向的平板玻璃如图15所示.他发现玻璃中一辆小车向 西行驶到十字路口再向左转弯（镜中车的左）则这辆小车在转弯后的行驶 方向是___ 。 3、在做“研究平面镜成像特点” 的实验时 （1）用玻璃板代替平面镜的目的是_______________________ （2）小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B，对蜡烛A和B的要求是，是为了_____________ （3）在寻找蜡烛像的位置时，眼睛应该在蜡烛（填“A”或“B”）这一侧观察。小明无论怎样调节后面的蜡烛，都很难与前面蜡烛的像重合，请你推测可能的原因是。 4、以下是小明在探究平面镜成像规律中位置关系时进行的实验， 请你帮他完成这次实验（如右上图示） 实验器材：两只大小相同的蜡烛、玻璃板、白纸、______ (填入所缺的器材) 探究过程： a.提出问题：平面镜成像时，像的位置和物体的位置有关吗？ b.猜想与假设：可能像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离 c.设计实验、进行实验： 先在桌面铺上白纸，纸上竖一块玻璃板作为平面镜，在纸上记下平面镜的位置 A 移动点燃的蜡烛位置，再测量一组数据 B 将像和物的位置用直线连接起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离 C 拿另一只未点燃的蜡烛，在玻璃板后面移动，直到看上去它与点燃的蜡烛的像完全重合，
光学之平面镜成像特点的应用压轴题（有 解析） 光学之平面镜成像特点的应用压轴题（有解析） 一、选择题 1．（2014厦门）如图是丰子恺的一幅漫画，画中配诗“临水种桃知有意，一株当作两株看”．其中呈现的光 学现象是（） A．光的直线传播B．光的反射C．光的折射D．光的色散【答案】B 考点：光现象 2．（2014随州）艾梅同学将一只点燃的蜡烛靠近妈妈的梳妆镜，她发现镜子中出现了两个该蜡烛的虚像（两像大部分重叠但稍有错位）．下面说法正确的是（） A．烛光经玻璃前表面反射形成一个虚像，经后表面反射又形成了一个虚像 B．在“探究平面镜成像特点”实验中不能选择梳妆镜，唯一的原因就是会产生两个像 C．在“探究平面镜成像特点”实验中应选择厚一些的透明玻璃板 D．在水面上方25cm处悬枚硬币A，将同样的硬币B置于水面下，当从水面上看到B与A的像重合时，真实的B
与水面的距离也是25cm 【答案】A 【解析】 试题分析：玻璃有两个面，并且都会将蜡烛的像反射回来，这时便会有两个重叠的像，所以是由平板玻璃的两 个反射面成像造成的，故选项A正确．在“探究平面镜 成像特点”实验中不能选择梳妆镜，唯一的原因就是梳 妆镜不透明，不便于确定像的位置．故选项B错误．因 为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板；故选项C错误．D、在水面上方25cm处悬枚硬币A，将同样的硬币B置于水面下，当从水面上看到B与A的像重合时，此时由于折射选项，像的位置偏高，因此B与水面的距离小于25cm，故选项D错误． 考点：平面镜成像特点、光的折射。 3．（2014丹东）下列图片中的物理现象与所对应的物理知识相符的是 【答案】C 【解析】 试题分析：A.手影游戏利用的是光的直线传播原理，不 是光的色散，A错误，不符合题意；B.小孔成像原理是 光的直线传播不是光的折射，B错误，不符合题意；C.
1某同学在探究平面镜成像特点实验时，将一块玻璃板竖直 架在一直尺 的上面，再取两段等长的蜡烛 A 和 B 一前一后竖放 在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛 A ，用眼睛进行观察，如图 15 所示. 在此实验中： (1) 直尺的作用是便于比较物与像 ________________________ ; (2) 两段等长的蜡烛是为了比较物与像 ____________________ ; (3) 移去蜡烛B ,并在其所在位置上放一光屏， 则光屏上 ______ “能”或“不能”)，这说明平面镜成的是 ____________ 像； 2、平面镜是人们常用的工具，下面是某物理兴趣小组对平面镜的探究 ： 方博同学在观察平面镜成像时 ，得出以下结论，你认为其中不正确的是 ___________ (写序号) A. 烛焰在平面镜中成的像是虚像 B. 若把点燃的蜡烛移近平面镜，它的像变大 C. 若把蜡烛的位置和它的像的位置用直线连接起 来,则连线与镜面垂直 D. 当点燃的蜡烛远离平面镜时，它的像也逐渐远离平面镜 E. 当蜡烛以0.5m/s 的速度靠近平面镜，则蜡烛相对于其像的速度为 1m/s (2) 检查视力时，眼睛距视力表应为 5m ，由于室内两墙距离只有 3m ，晓明找 来一块平面镜解决了这个难题，把平面镜和视力表分别挂在相对的两面墙 上?这时晓明距平面镜的距离应为 _____________ m. (3) 城市中高楼耸立，且在高楼大厦外墙多镶嵌着大幅平板玻璃 ，这实际上 形成了 _____ 污染。亮亮经过一个十字路口时看到 ，路口右侧楼房上嵌 有面对正西南方向的平板玻璃如图 15所示?他发现玻璃中一辆小车向 西行驶到十字路口再向左转弯 (镜中车的左)则这辆小车在转弯后的行驶 方向是 ___ _____ 。 3、在做“研究平面镜成像特点”的实验时 (1 )用玻璃板代替平面镜的目的是 ______________________________________ (2) 小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛 A ，还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛 B,对蜡烛A 和B 的要求是 ___________________ ，是为了 _____________ (3) __________________________________________ 在寻找蜡烛像的位 置时，眼睛应该在蜡烛 _______________________________ (填“A ”或“B”) 这一侧观察。小 明无论怎样调节后面的蜡烛，都很难与前面蜡烛的像重合，请你推测可能的原因 4、以下是小明在探究平面镜成像规律中位置关系时进行的实验， 请你帮他完成这次实验(如右上图示) 实验器材：两只大小相同的蜡烛、玻璃板、白纸、 __________ (填入所缺的器材) 探究过程： a. 提出问题：平面镜成像时，像的位置和物体的位置有关吗？ 接收到蜡烛A 的烛焰的像(填 图15