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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知识点复习:平面镜成像,让我们一起学习,一起进步吧!
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)
只要这样踏踏实实完成每天的计划和小目标,就可以自如地应对新学习,达到长远目标。
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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。