在初中物理的教學里,與平面鏡成像相關的題目是經(jīng)常出現(xiàn)的,雖然《物理課程標準》對這部分內(nèi)容的要求較低,但在學習這部分內(nèi)容的過程中確實有一些問題常常困惑著我們,本文就來討論一下這方面的問題,以幫助同學們能更順利地學好這一部分。
一、關于平面鏡的結構及反光原理
平面鏡是在一塊平板玻璃的一面均勻地鍍上一層金屬膜(以前是銀,現(xiàn)在多用鋁等),在金屬膜外面漆上一層起保護作用的漆即可形成(如圖1甲)。
光射到平面鏡上,先透過玻璃層,遇到金屬膜再反射,反射光先透過玻璃層再進入空氣里傳播,光在經(jīng)過空氣和玻璃的交界面時雖有折射,但因玻璃厚度薄,一般不考慮其對光路的影響,所以在作圖時,平面鏡的示意圖(如圖1乙)主要畫出其反光面(短斜線表示其背面)。
練習1、一鉛筆尖垂直接觸平面鏡,筆尖的像到筆尖約有4毫米,問平面鏡的厚度約有多大?
二、關于平面鏡成像原理
如圖2,平面鏡前的蠟燭是怎樣成像的呢?在燭焰上取一點S,發(fā)光點S射向鏡面的無數(shù)條光(圖甲中只畫三條)經(jīng)鏡面反射后,每一條反射光的反向延長線會相交于鏡面后同一點M(根據(jù)光的反射定律和三角形全等知識可證明),而這些反射光進入眼睛后,眼睛只能感覺到光是沿直線傳播而來(即不能感覺出光在進入人眼前的過程中是否改變過光路,只能感覺光是沿后進入眼睛的光線所在直線上的某點發(fā)出的),所以反射光AD、BE、CF進入人眼后,人就感覺到它們好像是從它們反向延長線的交點M發(fā)出的,于是就看到了像點M。通過實驗知道,在鏡子后面實際上并沒有這個發(fā)出光線的點,所以叫虛像,物體上的每個點在鏡子里都能按如此原理成一個像點,所有的像點就組成整個物體的虛像。
在平面鏡成像原理中,眼睛只能感覺到進入眼睛的光是沿直線傳播而來,這是眼睛的生理功能所決定的,這一點需要我們慢慢理解它。
練習2、如圖3,點S為平面鏡前一發(fā)光點,請作出由點S發(fā)出的一條光,經(jīng)鏡面反射后其反射光經(jīng)過平面鏡前A點的光路圖。(提示:根據(jù)點S的像必在反射光線的反向延長線上來作)
三、關于平面鏡成像大小
通過實驗探究得到:平面鏡能成正立、等大、像與物到鏡面等距的虛像的結論,從實驗的角度容易理解,但由于在日常生活中,總有物體距平面鏡越遠,其像越小的生活經(jīng)驗,所以對“像與物等大”又表示懷疑,從而在解題過程中,因受生活經(jīng)驗的干擾而常常出錯,這是怎么一回事呢?
原來,這與我們沒把“像”理解成一個客觀對象有關,一個物體只要放在平面鏡前方,它就能在關于平面鏡對稱的位置上成一個像,這個像就好象是一個物體一樣是客觀存在的。
大家知道,一個物體的長度(含長短、粗細)是一定的,但人距它越遠,看到它感覺到它會越小,這與物體在視網(wǎng)膜上所成的像的大小有關,物體距眼睛越遠,通過眼球凸透鏡成于視網(wǎng)膜上的倒立、縮小的實像也就越小,通過視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X視覺中樞感覺到的物體就越小。但不能因距它遠,感覺到它小就說它的長度在變小,而實際上物體的長度是一個客觀存在的量,其長度是由物體本身決定的,而不是以我們的感覺來決定的。所以,無論我們距它遠感覺它小,還是距它近感覺它大,實際上物體的長度都未變。但在生活中我們能對看到的遠處的物體的大小進行估計,這是根據(jù)物體在背景中的大小比例結合生活經(jīng)驗綜合分析而得到的。
在平面鏡前觀看物體的像也是這樣的道理,應把像理解為一個客觀的對象,其長度是由像本身來決定,根據(jù)平面鏡成像特點知,像與物始終是等大的,所以,無論我們距平面鏡的距離發(fā)生怎樣的變化,感覺到的像無論是變大還是變小,像的大小,它也只能是由物體本身來決定,而不是以我們的感覺來決定的。
練習3、某同學從遠處走向一面穿衣鏡,他在鏡中像的大小及像與人間的距離將(?。?BR> A、像變大,人和像間的距離變大
B、像變大,人和像間的距離變小
C、像大小不變,人和像間的距離不變
D、像大小不變,人和像間的距離變小
四、平面鏡成像的推廣
凡具有反光能力的平面,都能像平面鏡一樣成像,只是反光能力越強的表面,所成的像越清晰,如水面、窗玻璃表面、光滑而平整的家具表面,光滑的瓷磚面、光滑的金屬表面等等,平面鏡因其反射面反光能力特別強,所以成像很清晰;窗玻璃面因反光能力弱,所成像不太清晰罷了。
練習4、在平靜的水面上能看到岸邊樹的倒影,這是為什么?(提示:利用平面鏡成像特點解釋)
一、關于平面鏡的結構及反光原理
平面鏡是在一塊平板玻璃的一面均勻地鍍上一層金屬膜(以前是銀,現(xiàn)在多用鋁等),在金屬膜外面漆上一層起保護作用的漆即可形成(如圖1甲)。
光射到平面鏡上,先透過玻璃層,遇到金屬膜再反射,反射光先透過玻璃層再進入空氣里傳播,光在經(jīng)過空氣和玻璃的交界面時雖有折射,但因玻璃厚度薄,一般不考慮其對光路的影響,所以在作圖時,平面鏡的示意圖(如圖1乙)主要畫出其反光面(短斜線表示其背面)。
練習1、一鉛筆尖垂直接觸平面鏡,筆尖的像到筆尖約有4毫米,問平面鏡的厚度約有多大?
二、關于平面鏡成像原理
如圖2,平面鏡前的蠟燭是怎樣成像的呢?在燭焰上取一點S,發(fā)光點S射向鏡面的無數(shù)條光(圖甲中只畫三條)經(jīng)鏡面反射后,每一條反射光的反向延長線會相交于鏡面后同一點M(根據(jù)光的反射定律和三角形全等知識可證明),而這些反射光進入眼睛后,眼睛只能感覺到光是沿直線傳播而來(即不能感覺出光在進入人眼前的過程中是否改變過光路,只能感覺光是沿后進入眼睛的光線所在直線上的某點發(fā)出的),所以反射光AD、BE、CF進入人眼后,人就感覺到它們好像是從它們反向延長線的交點M發(fā)出的,于是就看到了像點M。通過實驗知道,在鏡子后面實際上并沒有這個發(fā)出光線的點,所以叫虛像,物體上的每個點在鏡子里都能按如此原理成一個像點,所有的像點就組成整個物體的虛像。
在平面鏡成像原理中,眼睛只能感覺到進入眼睛的光是沿直線傳播而來,這是眼睛的生理功能所決定的,這一點需要我們慢慢理解它。
練習2、如圖3,點S為平面鏡前一發(fā)光點,請作出由點S發(fā)出的一條光,經(jīng)鏡面反射后其反射光經(jīng)過平面鏡前A點的光路圖。(提示:根據(jù)點S的像必在反射光線的反向延長線上來作)
三、關于平面鏡成像大小
通過實驗探究得到:平面鏡能成正立、等大、像與物到鏡面等距的虛像的結論,從實驗的角度容易理解,但由于在日常生活中,總有物體距平面鏡越遠,其像越小的生活經(jīng)驗,所以對“像與物等大”又表示懷疑,從而在解題過程中,因受生活經(jīng)驗的干擾而常常出錯,這是怎么一回事呢?
原來,這與我們沒把“像”理解成一個客觀對象有關,一個物體只要放在平面鏡前方,它就能在關于平面鏡對稱的位置上成一個像,這個像就好象是一個物體一樣是客觀存在的。
大家知道,一個物體的長度(含長短、粗細)是一定的,但人距它越遠,看到它感覺到它會越小,這與物體在視網(wǎng)膜上所成的像的大小有關,物體距眼睛越遠,通過眼球凸透鏡成于視網(wǎng)膜上的倒立、縮小的實像也就越小,通過視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X視覺中樞感覺到的物體就越小。但不能因距它遠,感覺到它小就說它的長度在變小,而實際上物體的長度是一個客觀存在的量,其長度是由物體本身決定的,而不是以我們的感覺來決定的。所以,無論我們距它遠感覺它小,還是距它近感覺它大,實際上物體的長度都未變。但在生活中我們能對看到的遠處的物體的大小進行估計,這是根據(jù)物體在背景中的大小比例結合生活經(jīng)驗綜合分析而得到的。
在平面鏡前觀看物體的像也是這樣的道理,應把像理解為一個客觀的對象,其長度是由像本身來決定,根據(jù)平面鏡成像特點知,像與物始終是等大的,所以,無論我們距平面鏡的距離發(fā)生怎樣的變化,感覺到的像無論是變大還是變小,像的大小,它也只能是由物體本身來決定,而不是以我們的感覺來決定的。
練習3、某同學從遠處走向一面穿衣鏡,他在鏡中像的大小及像與人間的距離將(?。?BR> A、像變大,人和像間的距離變大
B、像變大,人和像間的距離變小
C、像大小不變,人和像間的距離不變
D、像大小不變,人和像間的距離變小
四、平面鏡成像的推廣
凡具有反光能力的平面,都能像平面鏡一樣成像,只是反光能力越強的表面,所成的像越清晰,如水面、窗玻璃表面、光滑而平整的家具表面,光滑的瓷磚面、光滑的金屬表面等等,平面鏡因其反射面反光能力特別強,所以成像很清晰;窗玻璃面因反光能力弱,所成像不太清晰罷了。
練習4、在平靜的水面上能看到岸邊樹的倒影,這是為什么?(提示:利用平面鏡成像特點解釋)

