第3节:平面镜成像规律
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第3节:平面镜成像规律第3节科学探究:平面镜成像一、教学目标1. 在物理知识方面的要求。
(1)掌握平面镜成像规律,理解“虚像”的物理含义,并能正确运用“虚像”的概念解决问题;(2)掌握平面镜成像作图法。
2.光路可逆原理在解决几何光学问题时是一条很重要的规律,在本节课中是贯穿始终的一条思路。
二、重点,难点分析1. 重点:平面镜成像规律和成像作图法。
2. 难点:观像原理和观像范围的确定。
三、主要教学过程(一)引入新课上节课复习了反射定律,如果点光源S发出的一束发散光入射到镜面MN上,反射光束性质如何?答:仍为发散光束。
那么,如果这束反射光射入眼E中(图1),能觉得光是从S点处射出的吗?答:不会。
那么,我们觉得反射光束是从哪里射出的?(作反射光的反向延长线O1S?和O2S?交于S?点)答:S?点。
为什么?因为我们认为光是直线传播的,认为反射光是从其反向延长线S?处发出的,S?点就是S在镜中的“虚像”。
(二)教学过程设计 1. 平面镜成像规律。
用反射定律和几何知识可以证明,平面镜成像规律是:等大,正立,虚像,镜对称。
2.平面镜成像作图法作SO⊥MN延长至S?,使SO=OS?,得到虚像S?。
从点光源S向镜面MN作入射光线SO1,连接S?O1做反射光线 O1A,用同样方法可作入射光线SO2和它的射光线O2B(图2)例1 如图3所示,两平面镜互成直角,入射光线AB经两次反射后,出射光线为CD。
今以两平面镜交线O为轴,将两镜转动θ角而它们的夹角保持直角。
在入射光线AB保持不变的情况下,经两次反射后的出射光线为C?D?,那么C?D?将()A.与CD重合,同向平行 B.与CD不重合,同向平行 C.与CD交角为2θD.与CD交角为4θ分析:如图4所示,根据反射定律,光线在两个镜面上的入射角和反射角相等:i1=i1 ,i2=i2,入射光线AB在平面镜M上反射后,反射光线BC偏转角α=π-2i1;反射光线BC在平面镜N上反射后,出射光线CD偏转角β=π-2i2,那么,出射光线CD相对入射光线AB的偏转角φ=α+β=2π-2(i1+i2).在ΔBOC中,∠OCB=???2?i2,所以∠CBO+∠OCB=π-(i1+i2)=???,则i1+i2=,所以φ=2π-2×=222π,与AB光线的入射角i1无关,所以CD光线与AB光线反向平行。
人教版八年级上册物理第三节知识点复习:平面
镜成像
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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、水中倒影的形成的原因:平静的水面就好像一个平面镜,它可以成像(水中月、镜中花);对实物的每一点来说,它在
水中所成的像点都与物点“等距”,树木和房屋上各点与水面的距离不同,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,与水的深度无关)。
3、平面镜成虚像的原因: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,只能通过人眼观察到,故称为虚像(不是由实际光线会聚而成)
注意: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)
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第三节平面镜成像(总第21课时)设计人:杨现利【学习目标】1、能描述平面镜成像的特点,并会用来解释简单的现象。
2、能通过替代法通过实验,探究并了解平面镜成像的特点。
3、会根据平面镜成像特点作图。
【学习重点】平面镜成像的特点及实验探究。
【学习难点】根据平面镜成像特点作图。
【学习过程】一、课前预习学习任务一:阅读课本,学会探究平面镜成像的规律,并能得出成像规律实验目的:①探究物体在平面镜中所成的像的大小与物体大小有什么关系?②探究像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系?实验器材:实验过程:1、提出问题:(1)要确定物体在平面镜中的像,应选用平面镜还是玻璃板来做镜面?为什么?(2)如何确定像的位置?如何比较物像的大小?如何确定物像位置关系?(3)如何知道平面镜成的像是实像还是虚像?(4)如何比较物与像的上下和左右关系?2、制定计划与设计实验:(1)把白纸铺在桌上,将平板玻璃竖立在白纸上,把竖立在平板玻璃前面。
(2)手拿另一支同样的在平板玻璃后面移动,直到它与前面粉笔的像重合。
用铅笔记下两支粉笔的位置。
(3)在白纸上画出镜的位置,拿去玻璃板,在白纸上用直线把实验中镜前的粉笔和它对应的像的位置连接起来,量出粉笔和它的像到镜面的距离,把结果记在白纸上。
(4)前后移动镜前的粉笔,观察它在镜中的像的大小和离平面镜的距离有什么变化?3、合作交流,得出结论:(1)两粉笔重合,说明物和像的大小;(2)当把物、像用直线连接起来时,会发现该线与镜面;(3)用刻度尺量出粉笔到平板玻璃的距离(物距),再量出像到平板玻璃的距离(像距),会发现两距离;(4)当物体远离或靠近平面镜移动时,物体在平面镜中的像的移动情况是:;像的大小、形状的变化情况是:;学习任务二:阅读课本,能区分实像与虚像将点燃的蜡烛放在平面镜前,会看到平面镜中有蜡烛的像,当把用白纸做的光屏放在平面镜后面时,在光屏上(填“有”或“没有”)蜡烛的像,这说明了像是由于而形成的,同时还说明了平面镜所成的像是像。
第3节平面镜成像一、学习目标1.知道平面镜成像特点2.知道实像与虚像的概念,能够区分物体所成的像是实像还是虚像。
3.用“等效替代”的方法确定像的位置,4.会用两种方法画出物体在平面镜中成的像。
5.平面镜成像的应用(能够例举生活中的实例)学习重点是平面镜成像特点。
学习难点是实像与虚像的概念。
二、知识点解读知识点一:平面镜成像的特点平面镜所成像的大小和物体大小相等,物和像到平面镜的距离相等,物和像的连线与平面镜垂直。
平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
知识点二:平面镜成虚像(1)原因: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而是发散的,这些光线的反向延长线相交成的像,不是真正的物体,只能通过人眼观察到,故称为虚像;(2)平面镜成正立的、等大的虚像。
知识点三:凸面镜和凹面镜(1)反射面为凸面的叫凸面镜,反射面为凹面的叫凹面镜;(2)凸面镜对光有发散作用,可增大视野(汽车上的观后镜);凹面镜对光有会聚作用(太阳灶)。
三、深化理解知识点的例题及其解析【例题1】请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像,保留作图痕迹。
答案如图所示:解析:先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB 的像,如图所示。
【例题2】如图是验证“平面镜成像特点”的实验装置,其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B 为玻璃板后未点燃的蜡烛。
有关本实验的说法错误的是()A.玻璃板应该与桌面垂直B.实验宜在较暗的环境中进行C.眼睛应从B一侧观察成像情况D.蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合答案:C解析:解答此题从以下知识点入手:①实验中玻璃板如果不垂直于桌面,后面的蜡烛无法与前面蜡烛的像完全重合;②眼睛在A的一侧观察。
③物体射出的光线对人眼刺激越强,人眼感觉物体越亮,物体经过平面镜反射,反射光线进入人眼的光线越多,人眼感到物体的像越亮。
在比较亮的环境中,很多物体射出光都对眼睛有刺激,干扰人的视线;④平面镜成像特点之一:物像等大。
平面镜的成像规律和应用在日常生活中,我们常常会接触到平面镜。
无论是在家里的化妆镜中照看自己,还是在商店的橱窗中欣赏商品,平面镜都为我们提供了便利和娱乐。
然而,平面镜背后隐藏着一些奇妙的成像规律和应用。
本文将探讨平面镜的成像规律和一些实际应用。
一、平面镜的成像规律平面镜是由平整的玻璃或金属制成的镜面。
与凸透镜和凹透镜不同,平面镜没有曲面,因此其成像规律与透镜有所不同。
1. 入射光线和反射光线的关系平面镜的成像是通过光的反射实现的。
当平行的光线入射到平面镜上时,根据光的反射定律,反射光线与入射光线之间的夹角等于入射光线与镜面法线之间的夹角。
简而言之,反射光线与入射光线是呈对称的关系。
2. 成像的位置平面镜的特点是只能得到虚像。
虚像是光线并未实际通过该位置,但似乎光线来自于此处的图像。
无论物体的位置如何变化,其虚像总是在镜面后方、与物体的位置相对应的位置上。
3. 成像的特点由于平面镜的独特结构,其成像具有以下特点:(1)成像大小与实物相等。
(2)虚像位于镜面后方。
(3)虚像与实物的位置关系对称。
二、平面镜的应用平面镜作为一种常见的光学器件,广泛应用于各个领域。
1. 美容化妆平面镜作为化妆镜的主要材料之一,为人们提供了照看自己的便利。
平面镜不仅能够将人的脸部细节放大,方便化妆,还能提供真实的反射图像。
2. 显示器和光学仪器平面镜也被广泛运用于显示器和光学仪器中。
例如,液晶显示屏背后的光源通过反射在平面镜上,然后再透过透明的液晶层,最终形成画面。
光学仪器中的温度计、血压计等也常常使用平面镜来传递光线,并实现观测和测量。
3. 摄影摄像在摄影摄像领域,平面镜由于其优异的反射特性而广泛应用。
经典的单反相机中,反光镜将通过镜头传来的光线反射到取景器中,使得摄影者能够实时观察到真实的图像。
4. 调节照明平面镜还能够用于调节照明。
通过合理设置平面镜的角度和位置,可以将阳光等天然光源反射到光线较暗的地方,实现照明的目的。
第3节科学探究:平面镜成像
一、教学目标
1.在物理知识方面的要求。
(1)掌握平面镜成像规律,理解“虚像”的物理含义,并能正
确运用“虚像”的概念解决问题;
(2)掌握平面镜成像作图法。
2.光路可逆原理在解决几何光学问题时是一条很重要的规律,在本节课中是贯穿始终的一条思路。
二、重点,难点分析
1.重点:平面镜成像规律和成像作图法。
2.难点:观像原理和观像范围的确定。
三、主要教学过程
(一)引入新课
上节课复习了反射定律,如果点光源S发出的一束发散光入射到镜面MN上,反射光束性质如何?
答:仍为发散光束。
那么,如果这束反射光射入眼E中(图1),能觉得光
是从S点处射出的吗?
答:不会。
那么,我们觉得反射光束是从哪里射出的?(作反射
光的反向延长线O1S'和O2S'交于S'点)
答:S'点。
为什么?因为我们认为光是直线传播的,认为反射光是从其反向延长线S'处发出的,S'点就是S在镜中的“虚像”。
(二)教学过程设计
1.平面镜成像规律。
用反射定律和几何知识可以证明,平面镜成像规律是:等大,正
立,虚像,镜对称。
2.平面镜成像作图法
作SO⊥MN延长至S',使SO=O S',得到虚像S'。
从点光源S向镜面MN作入射光线SO1,连接S'O1做反射光线
O1A,用同样方法可作入射光线SO2和它的射光线O2B(图2)
例1 如图3所示,两平面镜互成直角,入射光线AB 经两次反射后,出射光线为CD 。
今以两平面镜交线O 为轴,将两镜转动θ角而它们的夹角保持直角。
在入射光线AB 保持不变的情况下,经两次反射后的出射光线为D C '',那么D C ''将( )
A . 与CD 重合,同向平行
B . 与CD 不重合,同向平行
C . 与C
D 交角为2θ
D . 与CD 交角为4θ
分析:如图4所示,根据反射定律,光线在两个镜面上的入射角和反射角相等:i 1='1i ,i 2='2i ,入射光线AB 在平面镜M 上反射后,反射光线BC 偏转角α=π-2i 1;反射光线BC 在平面镜N 上反射后,出射光线CD 偏转角β=π-2i 2,那么,出射光线CD 相对入射光线AB 的偏转角φ=α+β=2π-2(i 1+i 2).在ΔBOC 中,∠OCB=22i -π
,所以∠CBO+∠OCB=π-(i 1+i 2)=2π,则i 1+i 2=2π,所以φ=2π-2×2
π=π,与AB 光线的入射角i 1无关,所以CD 光线与AB 光线反向平行。
但以上证明不能说明D C ''光线与CD 光线是否重合,利用平面镜成
像规律和作图法便可解决这个问题。
如图5所示,在入射光线AB 上找一点S 1,将S 1看作点光源,由平
面镜成像作图法可作出S 1在平面镜M 中的虚像S 2,将S 2看作点光源,S 2
在平面镜N 中的虚像为S 3,由平面镜成像规律和几何知识可得:
S 1O=S 2O,S 2O=S 3O,则S 1O=S 3O, 那么,平面镜转过θ角后,由于S 1O 不变,
则S 3O 也不会改变,即出射光路D C ''位置不会改变,仍沿原光路CD 射出。
演示:几何画板:《直交平面镜的反射光路》
① 旋转双平面镜,演示CD 光路不变;
② 打开几何证明界面,CD 光路不变的原因。
例2.如图6所示,一人站在水坑MN 旁边,设E 点为人眼
所在位置,试画出他从水面反光中看到树的范围。
解法1:根据平面镜成像作图法,作树AB 在水中的像B A '',从水面反射
到眼E 中的光束范围决定了人从水面反光中看到树的范围。
作图过程:(1)根据平面镜物像对称,作树AB 在水中的像B A '';(2)
连接M 、E 和N 、E ,作反射光线ME 、NE ;(3)将ME 、NE 反向延长,
交树的像B A ''于D C ''、两点;(4)根据平面镜物像对称,作C 、D 两
点,得到人从水面反光中看到树的范围CD ;(5)连接C 、M 和D 、N ,
作入射光线CM 和DN,完成光路图。
解法2.根据平面镜成像规律和光路可逆原理,作人眼E 的像E ',直接找出从水面反光中看到树的范围。
作图过程:(1)根据平面镜物像对称,作E 点的像E ';(2)连接M 、E '和N 、E ',作入射光线C 、D,CD 之间即为人从水面反光中看到的范围;(3)连接M 、E 和N 、E ,作反射光线,完成光路图(图8)。
简评:显然,从此例可知,运用光路可逆原理,有时解决问题更为简便。
例3 一人站在一堵墙后,通过在墙的正上方水平放置一面镜子MN 看墙外情景,设人眼位于E 点(图9),试画出人从镜中看到墙外范围的光路图。
提示:1.用光路可逆原理和平面镜成像作图法解题;2,注意墙对光路的阻挡作用;
3.注意镜面大小对观察范围的限制。
作图过程:(1)根据平面镜物像对称,作E 点
的像E ';(2)连接E 、N 两点,作反射光线NE ;(3)连
接E '、N 两点,作入射光线AN ;(4)连接E '、Q ,
交镜面于C 点,作入射光线BC ;(5)连接C 、E 两点,
作反射光线CE ,这样,AN 、BC 包括的入射光束范围
就是可见墙外的范围(图10)
例4 如图11所示,ABCD 为三面连接在一起的平面镜,S 为点光源,M 为不透光的挡板,试画出从S 点发出的光依次经AB 、BC 、CD 三镜反射后通过点P 的光路。
提示:依次做出光点S 在三面镜中的像,各镜的反射光线好像是从这些像中射出的一样。
作图过程:(1)根据物像对称规律,依海外侨胞作出S 点在镜AB 中的像S 1.S 1在镜BC 中的像S 2和S 2在镜CD 中的像S 3;(2)连接S 3、P 两点交CD 镜面于c,作通过P 点的反射光线cP;(3)连接S 2、c 交BC 镜面于b ,连接b 、c 两点作BC 镜的反射光线bc ;
(4)连接S 1、b 两点交AB 镜于a ,连接a 、b 两点作AB 镜的反射光线ab ;(5)连接S 、a 两点,做入射光线Sa.
注:1.以上三个例题都让学生上台画光路,并说明各自的思路。
四、本课所需教学器材
奔腾级电脑,《几何画板》软件,《直交平面镜的反射光路》课件。
大屏幕显示设备。
成在课堂
1.探究平面镜成像的特点
实验序号
1 2 3 物到平面镜的距离/cm
像到平面镜的距离/cm (1)虚像的概念: 。
(2)探究中提出问题,让学生思考交流并回答问题
A .探究中为什么用玻璃板而不用平面镜? 。
B .探究中使用刻度尺的目的? 。
C .探究中为何备用两个相同的物体(如棋子)? 。
(4)交流学生小结:
①平面镜所成的像 (能/不能)呈现在白纸上,是 (实/虚)像。
②像的大小与物体的大小 (相等/不相等)。
③像与物的连线与镜面 (垂直/不垂直)。
④像到镜的距离与物到镜的距离 (相等/不相等)。
⑤像与物 (是/不是)上下颠倒的; (是/不是)左右相反的。
2.如图1所示,一光源S 发出的光经平面镜反射以后,经过A 点,请作出这条光线(关键如何确定入射点)。
3.如图2,根据平面镜成像特点画出图中物体AB 在平面镜中所成的像。
4
.小月在健身房大玻璃镜前练健美操,当她靠近平面镜时,她在平面镜中的像与本人相比,变化情况是(
)
A .变清晰
B .变大
C .大小不变
D .视具体情况而定。
5.芭蕾舞演员练习时,站在平面镜前2m 处,则镜中的像与她的距离是( )
A .2m
B .4m
C .6m
D .8m
6.从平面镜中看到电子钟示数如图所示,这时的时间应是( )
A .21:05
B .21:15
C .20:15
D .20:05
7.湖边的路灯距湖面高3米,湖水深5米,映在平静湖水中灯的“倒影”是 像(填S A 图1 图2 A B
“实”或“虚”),它是由于光的形成的,该“倒影”距离湖面米。
8.通过本课你学到了什么?写出来,与同伴交流一下,看谁总结得好。