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3.3 平面鏡成像特點(diǎn)
第三章 光和眼睛
知識(shí)點(diǎn)
平面鏡成像特點(diǎn)
知1－講
1
1. 平面鏡 我們把反射面為光滑平面的鏡子叫做平面鏡。面對(duì)著平面鏡，我們就能夠看到自己的像。
鏡子、水面等均可。
知1－講
2. 探究平面鏡成像的特點(diǎn)
器材 兩支相同的蠟燭、玻璃板、一張大白紙、支架、刻度尺、火柴、三角板、光屏(白紙)
裝置 準(zhǔn)備 把白紙對(duì)折一條痕，平鋪在水平桌面上，玻璃板豎直架在折痕處，兩支蠟燭分別放在玻璃板的前面和后面
知1－講
續(xù)表：
設(shè)計(jì)實(shí) 驗(yàn)與制 訂方案 (1)點(diǎn)燃放在玻璃板前面的蠟燭A，
并移動(dòng)玻璃板后面沒有點(diǎn)燃的
蠟燭B，直到看上去它跟蠟燭A
的像重合，此時(shí)蠟燭B好像也被
點(diǎn)燃了，蠟燭B所在的位置就是蠟燭A的像的位置。在紙上記下蠟燭A和蠟燭B 的位置
(2)移動(dòng)點(diǎn)燃的蠟燭A，重復(fù)步驟(1)，多做幾次實(shí)驗(yàn)。觀察蠟燭A像的大小有沒有變化
知1－講
續(xù)表：
設(shè)計(jì)實(shí) 驗(yàn)與制 訂方案 (3)移走蠟燭B，把光屏(白紙)放在蠟燭A像的位置上，不透過玻璃板直接觀察光屏，看光屏上有沒有蠟燭A的像
(4)用直線把每次實(shí)驗(yàn)中蠟燭A和它的像的位置連起來，用三角板的直角測(cè)量蠟燭A與像的連線和平面鏡位置之間的角度，看看它們是否垂直
(5) 用刻度尺測(cè)量物與像到平面鏡的距離，填入表格中
知1－講
續(xù)表：
實(shí)驗(yàn)注 意事項(xiàng) (1)把玻璃板豎直放置在水平桌面上
(2)改變蠟燭A的位置多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，避免結(jié)論的偶然性
(3)應(yīng)選擇較薄的玻璃板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
知1－講
獲取與處理信息
實(shí)驗(yàn) 次數(shù) 物到鏡面的距離/cm 像到鏡面的距離/cm 像與物的大小關(guān)系 像與物的連線與鏡面的關(guān)系 屏上是否有像
1 6.5 6.5 相同 垂直 沒有
2 10.0 10.0 相同 垂直 沒有
3 15.3 15.3 相同 垂直 沒有
前后兩個(gè)表面都能成像。
知1－講
知識(shí)鏈接
平面鏡示意圖畫法(圖1)：
知1－講
3. 總結(jié)平面鏡成像的特點(diǎn) 像與物到鏡面的距離相等；像與物的大小相等；像與物的連線垂直于鏡面；成的是虛像。亦可總結(jié)為：像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱。
知1－講
關(guān)聯(lián)思考 (1)實(shí)驗(yàn)過程中，為什么要用玻璃板代替平面鏡？
(2)若在玻璃板的同一側(cè)，某同學(xué)通過玻璃板看到了同一支蠟燭的兩個(gè)像，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？
(3)用兩支大小相同的蠟燭的目的是什么？
知1－講
關(guān)聯(lián)結(jié)果
(1)用玻璃板代替平面鏡的目的是便于找到像的位置。
(2)玻璃板太厚，兩個(gè)表面同時(shí)反射，每個(gè)表面成一個(gè)像。
(3)便于比較像和物大小關(guān)系。
知1－練
例 1
[中考·南充]小科同學(xué)在探究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，利用如圖2 甲所示器材進(jìn)行了以下操作：
解題秘方：根據(jù)平面鏡成像的原理與特點(diǎn)作答。
知1－練
(1)實(shí)驗(yàn)中小科同學(xué)從點(diǎn)燃的蠟燭一側(cè)透過玻璃板看到像有重影，改善重影問題的方法是__________，實(shí)驗(yàn)中選取同樣大小的蠟燭A、B是為了_______________________。
用薄玻璃板
便于比較像和物的大小關(guān)系
解析：玻璃板有兩個(gè)面，兩個(gè)面都能反射成像，若玻璃板太厚就會(huì)出現(xiàn)重影，實(shí)驗(yàn)中一般選擇薄玻璃板，減小兩個(gè)像之間的距離，避免出現(xiàn)重影；實(shí)驗(yàn)中選取完全相同的兩支蠟燭A、B，是為了便于比較像和物的大小關(guān)系。
知1－練
(2)改進(jìn)器材后多次改變蠟燭A的位置，并移動(dòng)另一支蠟燭，確定每次像的位置，將玻璃板及每次物和像的位置記錄在玻璃板下面的白紙上，連接物和對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)，如圖乙所示，由此可得出的結(jié)論是：
像與物到平面鏡的距離______。
相等
知1－練
解析：由圖乙可知，每一次兩支蠟燭到鏡面的距離都相等，所以可得出結(jié)論：像與物到平面鏡的距離相等。
知1－練
(3)完成實(shí)驗(yàn)后，小科同學(xué)又將一枚硬幣放在玻璃板前，能看到它在玻璃板后的像在a的位置，如圖丙所示。若將玻璃板水平向右移動(dòng)3 cm，該硬幣的像__________(填“向右移動(dòng)3 cm”“在原位置”或“向左移動(dòng)3 cm”)。
在原位置
知1－練
解析：平面鏡所成的像關(guān)于鏡面對(duì)稱，若將玻璃板水平向右移動(dòng)3 cm，因平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對(duì)稱，所以該硬幣的像還在原位置。
知1－練
1. 在探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，桌面上已給出的器材有：帶支架的玻璃板一塊，完全相同的蠟燭兩支，白紙一張，鉛筆一支，火柴一盒。
知1－練
(1)如圖甲所示，多次改變蠟燭A到鏡面的距離，移動(dòng)鏡后的蠟燭B，發(fā)現(xiàn)B總能與A的像完全重合，說明平面鏡成像的大小與物體到鏡面的距離______(填“ 有關(guān)”或“無關(guān)”)；過了一段時(shí)間，蠟燭A變短，
則A的像和原來比將_____(填“變長(zhǎng)”“不
變”或“變短”)。
無關(guān)
變短
知1－練
(2)如圖乙所示，將玻璃板與水平桌面成45°角固定在水平桌面上，讓蠟燭A沿著桌面向右做直線運(yùn)動(dòng)，則蠟燭A在玻璃板后的像_________(填“水平向右”“水平向左”“豎直向上”或“豎直向下”)運(yùn)動(dòng)。
豎直向下
知2－講
知識(shí)點(diǎn)
平面鏡成虛像
2
1. 平面鏡成像原理是光的反射。
2. 平面鏡成虛像 從光源上點(diǎn)S處射來的一部分光經(jīng)平面鏡反射后進(jìn)入眼睛，引起視覺，眼睛感到光好像是從S′點(diǎn)處射來的，我們就看到了點(diǎn)S′在平面鏡中的
像點(diǎn)S′，如圖3所示。鏡子后面并沒有發(fā)光
點(diǎn)S′，故S′是虛像。虛像S′與S關(guān)于鏡面對(duì)稱。
知2－講
3. 平面鏡成像作圖的兩種方法
(1)利用平面鏡的成像原理作圖。如圖4所示，步驟如下：①從發(fā)光點(diǎn)S引出兩條光線，照射到平面鏡上；②作兩條入射光線的法線；③根據(jù)光的反射定
律，作兩條入射光線的反射光線；④作
反射光線的反向延長(zhǎng)線，交點(diǎn)S′即為發(fā)
光點(diǎn)S的像點(diǎn)。
知2－講
平面鏡成像時(shí)，反射光線上的一點(diǎn)B、入射點(diǎn)O和像點(diǎn)S′在同一直線上，這一規(guī)律經(jīng)常用來進(jìn)行相關(guān)的作圖。
知2－講
(2)用對(duì)稱法作圖。如圖5所示，步驟如下：①過S點(diǎn)作平面鏡的垂線；② 取S′點(diǎn)，讓S′到鏡面的距離等于S到鏡面的距離；③ S′即為S的像點(diǎn)。
知2－講
深度理解
作圖應(yīng)注意：
1.實(shí)物用實(shí)線表示，虛像用虛線表示。
2.光線用實(shí)線表示，光線的反向延長(zhǎng)線、法線用虛線表示。
3. 實(shí)物和虛像都要標(biāo)上相應(yīng)的字母。
知2－講
4. 實(shí)像和虛像的對(duì)比
概念 特點(diǎn) 實(shí)例
實(shí)像 實(shí)際光線會(huì)聚而成 既可以用眼睛直接觀察，又可以用光屏承接 小孔成像
虛像 由實(shí)際光線的反向延長(zhǎng)線相交形成 只能用眼睛直接觀察，不能用光屏承接 平面鏡成的像、樹木在水中的倒影
知2－練
[中考·衡陽]如圖6所示，A′B′是AB 在平面鏡中所成
的像，請(qǐng)畫出平面鏡的位置(保留作圖痕跡)。
例 2
知2－練
解題秘方：利用平面鏡成像特點(diǎn)中“像和物體到平面鏡距離相等”的知識(shí)作圖。利用平面鏡成像特點(diǎn)作圖，實(shí)質(zhì)上就是利用數(shù)學(xué)中的軸對(duì)稱的知識(shí)進(jìn)行作圖。
解析：連接AA′、BB′，作AA′、BB′的中垂線，即平面鏡的位置。
知2－練
解：如圖7所示。
知2－練
技法解析：任知物、像和平面鏡三個(gè)要素中的兩個(gè)，就可以利用平面鏡成像特點(diǎn)進(jìn)行作圖，找到第三個(gè)要素。
知2－練
2-1. [中考·無錫] 請(qǐng)?jiān)趫D中畫出木棒AB在平面鏡中所成的像。
解：如圖所示。
知2－練
2-2.[中考·邵陽] 利用平面鏡成像的特點(diǎn)在圖中根據(jù)平面鏡中的像A′B′畫出物體AB。
解：如圖所示。
知3－講
知識(shí)點(diǎn)
平面鏡的應(yīng)用
3
1. 平面鏡可以成像 京劇演員對(duì)著平面鏡畫臉譜。
2. 平面鏡可以改變光的傳播方向 如潛望鏡。
3. 平面鏡可以擴(kuò)大視野范圍 如客廳里裝上平面鏡，能讓我們的視覺空間是實(shí)際空間的兩倍。
知3－講
速記口訣
光的反射成虛像，像物等大一個(gè)樣；
空間太小鏡登場(chǎng)，瞬間翻倍亮堂堂。
知3－練
[中考·丹東]如圖8所示，管道內(nèi)A處有一只正在發(fā)光的小燈泡，小潘的眼睛在B處看到了平面鏡中小燈泡的像，請(qǐng)畫出小潘看到小燈泡A的像的光路圖。
例 3
知3－練
解題秘方：本題利用反射光線的反向延長(zhǎng)線一定過像點(diǎn) 解答。
解析：由平面鏡成像特點(diǎn)作出燈泡A的對(duì)稱點(diǎn)，即燈泡A的像點(diǎn)A′ ，連接A′B，與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)O，OB為反射光線，再連接AO，AO為入射光線。
知3－練
解：如圖9所示。
知3－練
方法技巧：關(guān)于平面鏡成像的作圖經(jīng)常用到“兩點(diǎn)一面”模型，“ 兩點(diǎn)”指發(fā)光點(diǎn)、像點(diǎn)或反射光線上的一點(diǎn)，“ 一面”指反射面。
知3－練
3. [中考·鹽城]“仙女飛天”魔術(shù)表演中，位于P點(diǎn)的觀眾看到云霧中漫舞的仙女A′，實(shí)質(zhì)是擋板后的演員A在平面鏡中的虛像，如圖所示。請(qǐng)作出平面鏡的位置，并完成P點(diǎn)觀眾看到仙女的光路圖。
知3－練
解：如圖所示。
知4－講
知識(shí)點(diǎn)
各種面鏡
4
1. 反射面是球面的一部分的鏡子叫做球面鏡。利用球面內(nèi)表面作反射面的鏡子叫做凹面鏡，利用球面外表面作反射面的鏡子叫做凸面鏡。
知4－講
2. 凸面鏡和凹面鏡的比較
凸面鏡 凹面鏡
定義 反射面是凸面的鏡子 反射面是凹面的鏡子
作用 對(duì)光有發(fā)散作用 對(duì)光有會(huì)聚作用
圖示
知4－講
續(xù)表：
凸面鏡 凹面鏡
應(yīng)用 舉例 街頭拐彎處的反光鏡、汽車的后視鏡、不銹鋼勺的外面 太陽灶、大型反射式望遠(yuǎn)鏡、觀察耳道用的反光鏡、不銹鋼勺的里面
共同點(diǎn) 反射光線都遵循光的反射定律，且光路可逆
知4－講
思想方法
微元法：微元法是指在處理問題時(shí)，從對(duì)事物的極小部分(微元)分析入手，達(dá)到解決事物整體目的的方法。把凹面鏡和凸面鏡的表面看成是由許許多多的微小平面鏡組成的，射到小平面鏡上的每條光線，都遵守光的反射定律。
知4－練
[中考·青海]中華民族成就了諸多發(fā)明創(chuàng)造，為人類文明作出了巨大貢獻(xiàn)。如圖10所示，“陽燧”是我國光學(xué)史上的一項(xiàng)重要發(fā)明，其作用相當(dāng)于凹面鏡，可以用來點(diǎn)火，俗稱古代“打火機(jī)”。由此可知，“陽燧”對(duì)光有______(填“發(fā)散”或
“會(huì)聚”)作用。請(qǐng)你列舉出生活中應(yīng)
用凹面鏡的一個(gè)例子______。
例 4
會(huì)聚
太陽灶
知4－練
解題秘方：根據(jù)面鏡對(duì)光的作用作答。
解析：“陽燧”的作用相當(dāng)于凹面鏡，凹面鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，由此可知“陽燧”對(duì)光有會(huì)聚作用，生活中的太陽灶就是利用的凹面鏡的會(huì)聚作用。
知4－練
4. [中考· 鞍山改編]汽車兩側(cè)的后視鏡是______(填“ 平面鏡”“凸面鏡”或“凹面鏡”)。轎車司機(jī)從右后視鏡中觀察到一輛越野車，后視鏡中越野車的像是光的________形成的。
凸面鏡
反射
平面鏡成像特點(diǎn)
面鏡
平面鏡
球面鏡
應(yīng)用
成像
凹面鏡
凸面鏡

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