课程教学单元设计
学习情境三：棱镜片光学技术
任务3.1.2 平面镜的旋转
二、教学进度设计
平面镜成像知识点 1、平面镜成像的原理：光的反射（平面镜成像均属于光的反射现象） 2、平面镜成像的特点：正立、等大、等距、垂直、虚像。 （1）成的像是正立的虚像（2）像和物的大小相等（3）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等。理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形 3、技巧：平面镜成像形状可从纸张背面看 4、平面镜成像实验注意事项： （1）、实验环境：黑暗环境，方便观察 （2）、选用玻璃板而不用平面镜做实验的目的：便于确定像的位置 （3）、玻璃板的选择：选择较薄的玻璃板。如果玻璃板太厚，玻璃板前后两个表面均成像，在玻璃板后方出现两个相重的影像 （4）、玻璃板的放置：竖直放置。如果玻璃板放置倾斜，则在玻璃板后无论怎样移动蜡烛，都找不到物与像重合的点。 （5）、蜡烛的选择：两支完全相同的蜡烛。选完全相同的两支蜡烛目的是：便于比较物与像的大小。 （6）、实验次数太少得的结论不可靠，因为：试验次数太少，结论具有偶然性，不具备普遍性 （7）、玻璃板后蜡烛与像完全重合说明：物与像大小相等。 （8）、玻璃板后放光屏，光屏上不能承接到平面镜的像，说明平面镜成虚像。 （9）、做完实验，处理白纸的方法：连接物与像的对应点，用刻度尺测量物与像到平面镜的距离。 （10）、刻度尺的作用：测量物与像到平面镜的距离 （11）、如果有坐标方格纸，则选择坐标方格纸而不用白纸，因为利用坐标方格纸可以直接在纸上确定物与像的位置关系。 5、平面镜的应用：改变光路、成像（如：穿衣镜、潜望镜、医学检查牙齿的镜子，塔式太阳能发电站的反光镜等） 6、凸面镜对光具有发散作用，可以扩大视野。利用：汽车后视镜，街头拐弯处反光镜等 7、凹面镜对光具有会聚作用。应用：汽车前灯反光装置、太阳灶等。 8、平面镜成像作图步骤：引垂线、延长垂线、取等距点、虚线连接像点（注意应用：反射
第三章 平面与平面系统 1. 人照镜子时，要想看到自己的全身，问镜子要多长？人离镜子的距离有没有关系？ 解： 镜子的高度为1/2人身高，和前后距离无关。 2有一双面镜系统，光线平行于其中一个平面镜入射，经两次反射后，出射光线与另一平面 镜平行，问两平面镜的夹角为多少？ 解： OA M M //32 3211M M N M ⊥∴1''1I I -= 又 2' '2I I -=∴α 同理：1''1I I -=α 321M M M ?中 ? =-+-+180)()(1''12''2I I I I α O
? =∴60α 答：α角等于60?。 3. 如图3-4所示，设平行光管物镜L 的焦距'f =1000mm ，顶杆离光轴的距离a =10mm 。如果推动顶杆使平面镜倾斜，物镜焦点F 的自准直象相对于F 产生了y =2mm 的位移，问平面镜的倾角为多少？顶杆的移动量为多少？ 解： θ'2f y = rad 001.0100022=?= θ α θx = mm a x 01.0001.010=?=?=∴θ 图3-4 4. 一光学系统由一透镜和平面镜组成，如图3-29所示。平面镜MM 与透镜光轴垂直交于D 点，透镜前方离平面镜600mm 有一物体AB ，经透镜和平面镜后，所成虚像' 'A ''B 至 平面镜的距离为150mm,且像高为物高的一半，试分析透镜焦距的正负，确定透镜的位置和焦距，并画出光路图。
图3-29 习题4图 解： 由于平面镜性质可得' ' B A 及其位置在平面镜前150mm 处 ' '' 'B A 为虚像,' ' B A 为实像 则2 1 1-=β 21'1-==L L β 450150600'=-=-L L 解得 300-=L 150' =L 又 '1L -L 1=' 1f mm f 150' =∴ 答：透镜焦距为100mm 。 5．如图3-30所示，焦距为'f =120mm 的透镜后有一厚度为d =60mm 的平行平板，其折射 率n =1.5。当平行平板绕O 点旋转时，像点在像平面内上下移动，试求移动量△'y 与旋转角φ的关系，并画出关系曲线。如果像点移动允许有0.02mm 的非线形度，试求φ允许的最大值。
郁道银主编工程光学 第一章小结（几何光学基本定律与成像概念） 1 ）光的直线传播定律： 2 ）光的独立传播定律： 3 ）反射定律和折射定律（全反射及其应用）： 反射定律：即I’’=-I 。 折射定律： n’sinI’=nsinI 。 全反射：当满足 1 、光线从光密介质向光疏介质入射， 2 、入射角大于临界角时，入射到介质上的光会被全部反射回原来的介质中，而没有折射光产生。 sinI m =n’/n ，其中 I m 为临界角。 应用： 1 、用全反射棱镜代替平面反射镜以减少光能损失。2 、光纤 4 ）光路的可逆性 5 ）费马原理 光从一点传播到另一点，其间无论经历多少次折射和反射，其光程为极值。 6 ）马吕斯定律 光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。 3 、完善成像条件（ 3 种表述 ) 1 ）、入射波面为球面波时，出射波面也为球面波； 2 ）、入射光束为同心光束时，出射光束也为同心光束； 3 ）、物点 A 1 及其像点A k ’ 之间任意二条光路的光程相等。 6 、单个折射面的成像公式（定义、公式、意义）
垂轴放大率成像特性： β>0, 成正像，虚实相反；β<0, 成倒像，虚实相同 |β|>1, 放大； |β|<1 ，缩小。 第二章小结 1 、什么是理想光学系统？ 任意大的空间中一任意宽的光束都成完善像的理想模型。 2 、共轴理想光学系统的成像性质是什么？（ 3 大点） 1 ）位于光轴上的物点对应的共轭像点也必然位于光轴上；位于过光轴的某一个截面内的物点对应的共轭像点必位于该平面的共轭像面内；同时，过光轴的任意截面成像性质都是相同的 4 、无限远的轴上（外）像点的对应物点是什么？物方焦点。 5 、物（像）方焦距的计算公式为何？f’=h/tanU’， h 为平行光线的高度，U’ 为像方孔径角。 6 、物方主平面与像方主平面的关系为何？互为共轭。 光学系统的基点及性质？有何用途？一对主点和主平面，一对焦点和焦平面，称为光学系统的基点和基面。 一束平行光线经过系统后交于像方焦平面上一点，物方焦平面上一点光源发射出的光线经过系统后是一组平行光线。 13 、几种典型的光组组合及其特点（组成、特点和应用）？
初二物理上册知识点总结：平面镜成像 1, 平面镜成像的特点：像是虚像，像和物关于镜面对称（像和物的大小相等，像和物对应点的连线和镜面垂直，到镜面的距离相等；像和物上下相同，左右相反（镜中人的左手是人的右手，看镜子中的钟的时间要看纸张的反面，物体远离, 靠近镜面像的大小不变，但亦要随着远离, 靠近镜面相同的距离，对人是2倍距离）。 2, 水中倒影的形成的缘由：安静的水面就似乎一个平面镜，它可以成像（水中月, 镜中花）；对实物的每一点来说，它在水中所成的像点都及物点“等距”，树木和房屋上各点及水面的距离不同，越接近水面的点，所成像亦距水面越近，无数个点组成的像在水面上看就是倒影了。（物离水面多高，像离水面就是多远，及水的深度无关）。 3, 平面镜成虚像的缘由：物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚二是发散的，这些光线的反向延长线（画时用虚线）相交成的像，不能呈现在光屏上，只能通过人眼视察到，故称为虚像（不是由实际光线会聚而成） 留意：进入眼睛的光并非来自像点，是反射光。要求能用平面镜成像的规律（像, 物关于镜面对称）和平面镜成像的原理（同一物点发出的光线经反射后，反射光的反向延长线交于像点）作光路图（作出物, 像, 反射光线和入射光线）。 初二物理上册知识点总结：光的反射
1, 当光射到物体表面时，有一部份光会被物体反射回来，这种现象叫做光的反射。 2, 我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 3, 反射定律：在反射现象中，反射光线, 入射光线, 法线都在同一个平面内；反射光线, 入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。 （1）, 法线：过光的入射点所作的及反射面垂直的直线； （2）入射角：入射光线及法线的夹角；反射角：法射光线及法线间的夹角。（入射光线及镜面成θ角，入射角为90°－θ，反射角为90°－θ） （3）入射角及反射角之间存在因果关系，反射角总是随入射角的变化而变化而变化，因而只能说反射角等于入射角，不能说成入射角等于反射角。（镜面旋转θ，反射光旋转2θ）（4）垂直入射时，入射角, 反射角等于多少？答：垂直入射时，入射角为0度，反射角亦等于0度。 4, 反射现象中，光路是可逆的（互看双眼） 5, 利用光的反射定律画一般的光路图（要求会作）： （1）, 确定入（反）射点：入射光线和反射面或反射光线和反射面或入射光线和反射光线的交点即为入射（反射）点（2）, 依据法线和反射面垂直，作出法线。 （3）, 依据反射角等于入射角，画出入射光线或反射光线
专题03光学实验 一、平面镜成像实验： 1.实验器材：平板玻璃（透明）、两支相同的蜡烛、白纸、刻度尺、笔； 2.实验环境：光线暗一点； 3.注意事项：玻璃板垂直桌面、玻璃板薄一点； 4.平面镜成像的原理：光的反射； 5.平面镜成像特点：等大、等距、垂直、虚像； （1）正立的、等大的、虚像； （2）像、物分居平面镜两侧； （3）像、物到镜面的距离相等：u=v； （4）像、物的连线与镜面垂直；（像与物关于平面镜对称） （5）物体靠近平面镜，像也靠近平面镜，靠近的速度大小相等； （6）注意：像的大小与平面镜的大小、位置、形状，以及物体到平面镜的距离等无关。 6.平面镜成像实验考点总结： （1）选择玻璃板代替平面镜进行实验的目的是便于准确确定像的位置； （2）在探究活动中对玻璃板放置的要求是竖直放置； 若玻璃板没有竖直放置：玻璃板后面的蜡烛与前面蜡烛的像不能重合； （3）选取两段完全相同的蜡烛的目的是为了比较像与物的大小关系； （4）实验中使用刻度尺，是为了测量像与物到玻璃板的距离； （5）移去后面的蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像；（6）小明将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像大小不变； （7）为便于观察，该实验最好在较黑暗环境中进行； （8）采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也
（9）点燃A蜡烛，小心地移动B蜡烛，直到与A蜡烛的像完全重合为止，这时发现像与物的大小相等； 若直接将蜡烛放在直尺上进行实验，进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置 发现：像和物的连线与玻璃板垂直；像和物到玻璃板的距离相等； （10）观察A蜡烛的像时，会发现两个几乎重叠的像，这是由于玻璃板的两个面反射各成一个像； 这两个像的间距为两倍玻璃板的距离；实验应该选用较薄的玻璃板，这是为了使玻璃板两个面反射成的像尽量重叠，便于准确确定像的位置； （11）多次进行实验的目的：寻找普遍规律。 【例题1】用如图所示装置探究平面镜成像的特点。把一张大纸铺在桌面上，纸上竖立一块玻璃板，沿着玻璃板在纸上画一条直线OO1，代表平面镜的位置。 （1）把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面的适当位置，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板的后面移动，当移动到某位置时，发现该蜡烛与点燃蜡烛的像完全重合。此说明平面镜成的像。（选填序号） A.是虚像 B.大小与物体的大小相等 C.和物体到平面镜的距离相等，和物体连线与镜面垂直 （2）移动点燃的蜡烛分别到A、B、C点，重复（1）中的操作，记录与点燃蜡烛的像重合的A1、B1、C1点，用直线将A、B、C和A1、B1、C1分别连接成三角形，将纸沿OO1对折，发现两个三角形几乎重合。此说明平面镜成的像。（选填序号） A.是虚像 B.大小与物体的大小相等 C.和物体到平面镜的距离相等，和物体连线与镜面垂直 （3）有同学在实验过程中，观察到点燃蜡烛的像好像总是“悬浮”在纸面上方。造成该现象的原因可能是。（选填序号） A.玻璃板太厚 B.玻璃板未垂直桌面，且偏离点燃蜡烛一侧 C.玻璃板未垂直桌面，且偏向点燃蜡烛一侧 【变式2】利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”。
平面镜的应用的原理 1. 什么是平面镜 平面镜是指镜面形状为平面的镜子，它具有反射光线的功能。平面镜广泛应用于日常生活、科学和工业领域，常见的应用包括化妆镜、后视镜、显微镜等。 2. 平面镜的特点 •镜面是平坦的，反射形状不变 •反射光线与入射光线的夹角相等 •反射图像与实物图像相似 3. 平面镜的应用原理 平面镜的应用原理主要是基于光的反射。 3.1 光的反射 光在遇到平面镜时会发生反射，反射的规律可以用光的角度相等原理来描述。根据光的反射规律，入射光线和反射光线呈相等的角度关系。 3.2 平面镜的反射图像 根据平面镜的特点，平面镜反射出的图像与实物图像具有以下特点： - 图像与实物相似：反射图像与实物具有相同的形状和尺寸。 - 图像位置：反射图像与实物在镜面上的位置对称。 4. 平面镜的应用案例 4.1 化妆镜 平面镜被广泛应用于化妆镜中，其应用原理是让人们能够清晰地观察到自己的面部特征和妆容效果。化妆镜一般由平面镜和放大镜组成，平面镜用于观察整体效果，放大镜用于观察细节。 4.2 后视镜 在汽车上，平面镜常被用作后视镜。后视镜的安装位置通常位于驾驶员和副驾驶员前方的两侧，通过平面镜反射后方的车辆信息，使驾驶员能够观察到后方交通情况，提高行车安全。
4.3 显微镜 显微镜是一种光学仪器，用于放大微观物体的图像。显微镜的主要部件之一是 目镜，通常使用平面镜作为具有高反射能力的镜片。反射光线使得观察者能够看清放置在样品上方的物体，从而实现高倍率放大观察。 4.4 照明反光 平面镜也经常用于照明领域。在照明设计中，平面镜被用作反射器，将光线反 射到需要照亮的区域。通过合理设计反射角度和镜面形状，可以将光线聚焦在特定区域，提高照明效果。 4.5 舞台效果 在剧场和舞台上，平面镜也有广泛的应用。通过合理的安装和调整，平面镜可 以将特定方向的光线反射到舞台上，产生特殊的舞台效果，提高演出的艺术感染力。 5. 小结 平面镜的应用广泛，其原理基于光的反射，使我们能够观察到清晰的图像。从 化妆镜到汽车后视镜，再到显微镜和照明领域，平面镜的应用为我们的生活和工作带来了便利。通过深入了解平面镜的原理和特点，我们可以更好地理解它在各个领域的应用方式。
镜面反射旋转角度与偏移位置的关系 镜面反射是物理学中一个重要的现象，它描述了光线或其他波在遇到平滑表面时发生反射的过程。在镜面反射中，光线的角度与表面的法线之间存在一定的关系。而旋转角度和偏移位置则是影响镜面反射效果的因素。 首先，我们来看一下镜面反射的基本原理。当一束入射光线照射到平滑表面上时，根据反射定律，入射光线和法线之间的角度等于反射光线和法线之间的角度。也就是说，入射角等于反射角。这个原理可以用数学表示为θi = θr，其中θi是入射角，θr是反射角。 对于一个平面镜来说，入射光线和反射光线的角度是相等的，并且它们的夹角与法线的角度相等。当我们改变入射角度时，反射角度也相应地改变。例如，当入射角为0度时，反射角也为0度；当入射角为30度时，反射角也为30度。这意味着，我们可以通过旋转入射光线的角度来改变镜面反射的方向。 当我们改变入射光线的位置时，镜面反射的位置也会发生变化。假设我们有一个物体放置在平行于镜面的位置上，那么它的镜像将出
现在镜面后方的相同位置上。如果我们将物体移到离镜面更远的地方，那么它的镜像也会跟着移动。这是因为，入射光线的位置变化会导致 反射光线的位置变化，从而改变镜面反射的位置。 我们可以使用数学公式来表示旋转角度和偏移位置与镜面反射的 关系。假设一个平面镜位于原点，其法线与x轴正方向夹角为θ，而 入射光线与x轴正方向的夹角为α。那么，入射光线与法线之间的夹 角即为α-θ，反射光线与法线之间的夹角也为α-θ。因此，根据反 射定律，反射光线的角度为2θ-α。 考虑到平面镜对称性的特点，我们还可以得到反射光线的位置与 入射光线的位置的关系。假设入射光线的位置坐标为(x, y)，那么反 射光线的位置坐标为(-x, y)。也就是说，镜面反射会将物体关于镜面 进行镜像对称。 旋转角度和偏移位置对于镜面反射来说非常重要。通过旋转入射 光线的角度，我们可以改变镜面反射的方向。例如，当入射光线的角 度在0度到90度之间变化时，反射光线的角度也会在0度到90度之 间变化。这意味着，我们可以通过旋转角度来实现镜面反射的控制。
平面镜成像原理及应用 1. 引言 平面镜是一种常见的光学装置，它能够实现图像的反射和成像。平面镜成像原理简单易懂，广泛应用于日常生活和科学研究中。本文将介绍平面镜的成像原理以及其在现实生活和科学领域中的应用。 2. 平面镜的成像原理 平面镜是由一块光滑的、反射率极高的材料制成的。在平面镜的表面光线遇到时，会发生反射现象。平面镜的成像原理基于光线的反射规律，即入射角等于反射角。 当光线垂直入射到平面镜上时，其入射角为0°，此时光线不发生折射现象，完全以反射的方式从平面镜上反射出来。当光线斜向入射到平面镜上时，入射角不为0°，光线将会按照入射角等于反射角的规律，从平面镜上反射出来。 根据光线的反射规律，平面镜将入射光线反射成为一个虚像。虚像与实物位于平面镜两侧，但在实际空间中并不存在。虚像的位置和实物的位置关系如下： •光线垂直入射到平面镜上时，虚像与实物位置重合。 •光线斜向入射到平面镜上时，虚像位于与实物对称的位置，并且与实物的距离相等。 3. 平面镜的应用 平面镜由于其成像原理简单、易于制造，因此在日常生活和科学研究中有广泛的应用。 3.1 美容化妆 平面镜被广泛应用于美容化妆领域。大多数化妆品店或者美容院都配备了大面积的平面镜，供顾客使用。通过平面镜，人们可以清晰地看到自己的脸部特征，便于精细化妆和肌肤护理。 3.2 光学仪器 平面镜在光学仪器中也扮演着重要角色。例如，望远镜和显微镜都使用了反射镜，其中包括平面镜。平面镜能够将光线反射并聚焦到特定位置，实现对远距离或微小物体的观察。
3.3 摄影和录像 平面镜在摄影和录像中广泛应用。相机中的反光镜就是一种平面镜，它用于将光线引导至取景器中，让摄影师能够看到待拍摄的画面。同时，平面镜也用于闪光灯装置中，反射闪光灯的光线，使之照亮被摄物体。 3.4 光学实验 平面镜是进行光学实验的基本工具之一。科研人员可以利用平面镜观察和研究光线反射的规律，例如测量入射角和反射角之间的关系，研究光线的传播路径等。 4. 结论 平面镜是一种常见且重要的光学装置，其成像原理简单易懂。平面镜的应用广泛，涵盖了美容化妆、光学仪器、摄影和录像以及科学研究等领域。通过深入理解平面镜的成像原理和应用，我们可以更好地利用平面镜的特性，并将其应用于实际生活和科学研究中。
第二册镜子 课题3．1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. 课本P56思考与练习3.4.6. 三、平面镜的应用 阅读课本P55 平面镜作用：1.成像2.改变光路 练习活动卡P37探究1.2.3. 小结1.平面镜所成的像特点 2.平面镜中的虚像的产生 3.平面镜的应用 作业 活动卡P38家庭实验1.2. 板书 一、平面镜成像特点 1.平面镜所成的像是虚像； 2.像和物体到平面镜的距离相等； 3.像和物体的大小相等； 4.像和物体对镜面来说是对称的。 二、平面镜成像原因
应用平面镜成像原理的东西 1. 平面镜的基本原理 平面镜是一种常见的光学器件，它具有镜面平整、表面光洁等特点。平面镜的 工作原理基于光的反射现象，当光线照射到平面镜上时，会发生反射并改变光线的传播方向。 平面镜成像原理的基础是反射定律，即入射角等于反射角。根据这个原理，当 光线入射到平面镜上时，会与镜面发生反射，光线的入射角和反射角相等。 2. 平面镜成像的特点 平面镜成像具有以下几个特点： •成像位置与物体位置对称：对于平面镜而言，物体与其成像位置关于镜面对称，即物体在镜面前方，成像在镜面后方。 •成像大小与物体大小相等：平面镜成像的物体大小与物体本身的大小相等，不会发生放大或缩小。 •成像虚实性：平面镜成像的物体和成像位置都是虚像，即图像是通过反射延伸出来的光线的交点来表示的。 3. 应用平面镜成像原理的东西 3.1. 反光镜 反光镜是平面镜的一种常见应用，它广泛用于车辆后视镜、墙角镜等地方。反 光镜利用平面镜的成像原理，反射光线使得驾驶员能够更好地观察到后方的情况，提高了安全性。 反光镜成像的特点是成像位置在镜面的后方，形成一幅虚像。通过调整车辆后 视镜的角度，驾驶员可以清晰地看到后方的车辆和行人等信息，从而避免交通事故的发生。 3.2. 艺术设计 平面镜的成像原理也被广泛应用于艺术设计中。设计师可以利用镜面反射的特点，通过合理摆放平面镜来营造出独特的视觉效果。 例如，设计师可以利用平面镜反射的特性来扩大空间感。在狭小的空间中，通 过将平面镜放置在适当的位置，可以使空间看起来更为开阔，给人一种宽敞的感觉。
另外，平面镜的反射也可以产生有趣的变形效果，设计师可以利用这一特点创造出奇特的艺术效果，为作品增添独特的韵味。 3.3. 光学仪器 平面镜成像原理还被广泛应用于光学仪器中，例如投影仪、显微镜等。这些仪器利用平面镜的反射特性来实现光线的聚焦、放大等功能。 投影仪是利用平面镜成像原理的典型例子。通过反射的方式将图像投射到屏幕上，实现图像放大显示的效果。 显微镜则是利用平面镜的成像原理来观察微观物体。通过透射光和反射光的组合，显微镜可以放大物体的细节，使人们能够观察到肉眼无法看见的微小结构。 4. 总结 应用平面镜成像原理的东西有很多，包括反光镜、艺术设计和光学仪器等。平面镜的成像特点使得它在许多领域都有着广泛的应用，从车辆安全到艺术创作，再到科学研究，平面镜都发挥着重要作用。 了解平面镜的工作原理和成像特点对于我们理解和应用平面镜是很重要的。通过合理利用平面镜的成像原理，我们可以实现更多样化、更富创意的应用。
平面镜像与旋转认识平面镜像与旋转的特征平面镜像与旋转：认识平面镜像与旋转的特征 镜像与旋转是几何中常见的变换方式，它们在不同领域中起着重要 的作用。本文将介绍平面镜像与旋转的概念、特征以及应用。 一、平面镜像 平面镜像是一种将物体映射到其对称物体的方式。在平面镜面前放 置一个物体，通过反射，我们可以看到物体的镜像。平面镜像有以下 几个特征： 1. 对称性：平面镜像是基于物体的对称性原理，即物体关于镜面的 两侧是对称的。对称线是一个垂直于镜面的直线，物体上的每个点通 过镜面映射到对称位置。 2. 物体保持不变：在平面镜面前的物体不发生形状、大小和方向的 变化，只是在空间中位置发生了变化。 3. 逆反性：在平面镜面前的镜像物体同样可以作为一个新的物体， 通过将它放置在原物体的相对位置上得到。 平面镜像的应用广泛，特别是在光学和摄影领域。人们常常利用平 面镜面的反射性质制作镜子、望远镜和照相机镜头等设备。 二、旋转 旋转是指将物体围绕一个中心点按照一定角度进行转动的变换方式。旋转有以下几个特征：
1. 中心点：旋转是以一个确定的中心点为基准进行的。物体上的每 个点按照相同的角度和方向绕中心点旋转。 2. 旋转角度：旋转的角度可以是正向（顺时针）或逆向（逆时针）。角度的大小决定了旋转的程度。 3. 旋转轴：旋转可以围绕不同的轴进行，例如绕平面内的一条直线、绕平面外的一条直线或绕垂直于平面的一条直线等。 旋转在许多领域中都有重要的应用。在几何中，旋转是研究三角函 数的基础之一；在物理学中，旋转概念对于描述物体的运动和刚体的 转动非常重要。 三、平面镜像与旋转的关系 平面镜像和旋转密切相关，它们在几何变换中可以互相转化。通过 对物体进行镜像变换，可以模拟物体绕镜面进行旋转的效果。 具体而言，平面镜像可以看作是一种绕着镜面的旋转，旋转角度为180度。通过将物体围绕一个垂直于镜面的轴进行旋转，可以得到和镜 像相同的结果。 镜像与旋转的关系在实践中也有着广泛的应用。例如，在图像处理中，可以通过对图像进行平面镜像变换来实现图像的翻转效果；在建 筑设计中，可以通过将物体进行平面镜像来观察和分析对称结构。 总结：
怎样确定平面镜的位置 1. 法线法 例1. 如图1所示，已知入射光线AO与其反射光线OB，请画出平面镜的位置。 图1 分析：根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，法线平分入射光线与反射光线的夹角。又法线与镜面垂直，所以先过入射点O作 AOB的角平分线（法线）ON，然后过O点作ON的垂线MM’，则MM’的位置就是平面镜的位置。如图2所示。 图2 2. 两点法 例2. 根据给出的入射光线及其对应的反射光线，在如图3所示的方框中画出平面镜的位置。 图3 分析：已知两条入射光线及其反射光线，只要找出它们的入射点，根据“两点确定一条直线”，便可确定平面镜的位置。 作法：分别延长和反向延长两条入射光线及其反射光线，分别交于O和O’两点，再连结O和O’，则平面镜的位置就是OO’的位置。如图4所示。 图4 3. 对称法 例3. 如图5所示，已知点光源S与它的像S’，试确定平面镜的位置。
图5 分析：根据平面镜成像的特点，即物体与像关于平面镜对称，就可以按几何方法完成。 作法：连结S 、S’，再作SS’的垂直平分线MM’，则MM’就是平面镜的位置。如图6所示。 图6 4. 等量法 例4. 如图7所示，已知点光源S 在平面镜中成的像S’，现将平面镜沿逆时针方向旋转一定的角度，此时S 在平面镜中所成的像为S’’，测得∠=S SS '''30°，试确定平面镜旋转后的位置。 图7 分析：先根据对称法画出未转动时平面镜的位置MM’。根据角的等量关系可知，平面镜沿逆时针方向旋转的角度等于∠=S SS '''30°。用量角器以原平面镜位置为准，沿逆时针方向量取30°角，此时的位置便是平面镜的位置。如图8所示。 图8 5. 三点共线法 例5. 如图9所示，在水平线NP 上方有一点光源S ，现将一平面镜放在NP 上的哪一点，才能使S 射向平面镜的光线经反射后能通过Q 点。 图9 分析：要使S 射向平面镜的光线经反射后能通过O 点，必须先找出入射点。根据平面镜成像的原理可知，Q 点与S 的像点以及入射点这三点共线。 作法：先作S 点关于NP 的对称点S’，然后连结S’Q ，S’Q 与NP 交于O 点，则O 点为入射点，平面镜应放在O 点的位置上，如图10所示。
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
物理平面镜成像教案 教学目标 一、知识目标 1.了解平面镜成像的特点。 2.了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。 3.理解日常生活中平面镜成像的现象。 4.初步了解凹面镜对光的会聚作用、凸面镜对光的发散作用，了解它们的应用。 二、能力目标 1.经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。 2.观察实验现象，感知虚像的含意。 3.通过观察感知球平镜对光线的作用。 三、德育目标 1.在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙和和谐，获得“发现”成功的喜悦。 2.培养实事求是的科学态度。 3.通过对平面镜、球面镜的应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。 教学重点：1.平面镜成像的特点，2.球面镜的光学性质。 教学难点：1.虚像的概念，2.球面镜的应用。 教学准备：平面镜(大小形状各不同)、口径相同的平面镜和凸透镜、投影片、凹镜、凸镜、激光演示器、玻璃板、相同的蜡烛两支、火柴、夹子两个、8 K 白纸一张、图钉、透明胶条、小平面镜。 教学过程 一、引入新课
教师拿几个生活中常用的镜子让学生观察，可以看到它们都是平的。用它可以照出人的“面孔”和各种各样的“物体”，并与物体本身的形状一样。我们把这样的镜子叫平面镜，把出现在镜子里的“面孔”物体叫做像。 再让学生观察自己在平面镜中的像，并提出一些问题让学生思考：当你改变与平面镜间的距离时，像怎样变化?像的大小与物体的大小有怎样的关系?像的大小与平面镜的大小有关系吗?这些问题，并不要求学生立即回答，目的是为了引起学生学习的兴趣。 二、新课学习 (一)平面镜成像的特点 1.向学生示范并说明探究活动的目的和做法。 目的：(1)研究物体在平面镜中所成的像和物体有什么关系。(2)研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系。 ①像下图那样，将一张8开的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上，用两个夹子夹住一玻璃板，竖立在白纸上。 ②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像。 ③另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动，使它与前面蜡烛的像重合(左右移动，直到从不同位置看上去它们都重合在一起)，这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置。改变玻璃前蜡烛的位置，把实验再做两次，每次都记下两支蜡烛的位置。 ④在白纸上画出玻璃板的位置，移开玻璃板，用刻度尺画实直线,把每次实验中两支蜡烛位置的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离，记录下来并比较它们的大小，再用量角器测量看它们是否与镜面垂直。 ⑤把测量结果填写下表中 2.学生分组实验 以上把教材的演示实验再改为学生实验，学生通过动手实验，自己进行分析总结，既有利于知识的学习，也有利于能力的培养。 3.在实验基础上得出成像特点 引导学生根据实验结果回答：①平面镜中的像与物体大小是否相同?怎么知道的?②像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等?怎么知道的?答：①平面
答案： （1）平整光滑（2）光的反射（3）虚像（4）相同（5）相同（6）对称（7）像（8）光路 1．平面镜成像的特点 （1）像与物大小相等； （2）像与物的连线与镜面垂直； （3）像到镜面的距离和物到镜面的距离相等。总之，像与物关于镜面对称。如图所示。 谈重点平面镜成像的大小只与物体的大小有关 平面镜成像的大小总是与物体的大小相等，而与镜面的大小或物体到镜面的距离无关。由于人在观察物体时有“近大远小”的感觉，所以当人远离平面镜时会感觉“像在变小”，这仅是一种视觉效果，像和物体永远“等大”。 【例1】某同学从远处走向一面穿衣镜，他在镜中像的大小及像和人之间的距离正确的是（）。 A．像大小不变，像和人之间的距离变小 B．像变大，像和人之间的距离变大 C．像变大，像和人之间的距离变小 D．像大小不变，像和人之间的距离不变 解析：平面镜成像中，物和像的大小始终是相同的，只是由于视角不同而感觉像的大小发生了变化，并且像和物到镜面的距离始终相同。 答案：A 2．平面镜成像的原理 如图所示，镜前物体射向平面镜的光线，遇到平面镜就发生反射，反射光线进入人的眼睛，反射光线的反向延长线的交点就形成了物体在平面镜中的像。 所以平面镜成像的原理是光的反射；平面镜成的像是虚像。
释疑点怎样区分实像和虚像？ （1）通过平面镜成像的原理可看出，反射光线反向延长线的交点为物体在平面镜中成的像，也可以理解为反射光线好像是由像点直接发出的。 （2）如图所示，点光源S在镜后的像S′并不是实际光线会聚而形成的，而是由反射光线的反向延长线相交而形成的，所以S′叫S的虚像。如果把光屏放在S′处，是接收不到这个像的，所以虚像只能用眼睛看到，而不能成在屏上。 （3）实像是物体发出的光或反射的光经过光学仪器后，实际光线会聚而成的像；实像能呈现在光屏上。 【例2】光源S射出一条光线，经平面镜反射后过A点，在图中画出光线光路图并说明作图过程。 解析：根据平面镜成像的原理，S点射向平面镜的所有光线，反射后的反射延长线都交于像点S′，那么反射后过A点的反射光线的反向延长线必过S′点，S′、A两点即可确定反射光线的方向和入射点，从而完成光路。 答案：首先根据平面镜成像的对称性，确定像点S′，连接AS′（镜面后的部分用虚线表示）得到入射点O，连接SO即入射光线，OA则为反射光线，最后用箭头标明光线的行进方向，如图所示。 析规律平面镜成像作图的两种方法 （1）根据光的反射定律作图，应用该方法时，应强调每个点应画两条入射光线和对应的反射光线，并注意虚线和实线的位置；其次，虚像要画虚线。（2）根据平面镜成像特点作图，这种方
第一章几何光学基本定律与成像概念 1波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面成为波阵面，简称波面。光的传播即为光波波阵面的传播。 2、光束：与波面对应的所有光线的集合。 3、波面分类： a）平面波：对应相互平行的光线束（平行光束） b）球面波：对应相较于球面波球心的光束（同心光束） c）非球面波 4、全反射发生条件： a）光线从光密介质向光疏介质入射 b）入射角大于临界角 5、光程：光在介质中传播的几何路程I与所在介质的折射率n的乘积s。光程等于同一时间内光在真空中所走的几何路程。 6、费马原理：光从一点传播到另一点，期间无论经过多少次折射和反射，其光程为极值。 7、马吕斯定律：光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。 8、完善像： a）一个被照明物体每个物点发出一个球面波，如果该球面波经过光学系统后仍为一球面波，那么对应光束仍为同心光束，则称该同心光束的中心为物点经过光学系统后的完善 像点。 b）每个物点的完善像点的集合就是完善像。 c）物体所在空间称为物空间，像所在空间称为像空间。 10、完善成像条件： a）入射波面为球面波时，出射波面也为球面波。 b）或入射光为同心光束时，出射光也为同心光束。 c）或物点A i及其像点之间任意两条光路的光程相等。 11、物像虚实：几个光学系统组合在一起时，前一系统形成的虚像应看成当前系统的实物。 12、子午面：物点和光轴的截面。 13、决定光线位置的两个参量： a）物方截距：曲面顶点到光线与光轴交点A的距离，用L表示。 b）物方孔径角：入射光线与光轴的夹角，用U表示。 14、符号规则 a）沿轴线段：以折射面顶点为原点，由顶点到光线与光轴交点或球心的方向于光线传播方向相同时取证，相反取负 b）垂轴线段：以光轴为基准，在光轴上方为正，下方为负。 c）夹角： i. 优先级：光轴》光线》法线。 ii. 由优先级高的以锐角方向转向优先级低的。 iii. 顺时针为正，逆时针为负。