[精選]平面鏡成像光路圖的特征及應用平面鏡成像光路圖的特點及應用北京市順義區教研室()戴軍義務教育課程標準實驗教科書化學八年級下冊《平面鏡成像》一節平面鏡成像圖片現實,有如圖1所示的一幅光路圖,仔細研究此圖,我們發覺:平面鏡所成的實像是由物體射向平面鏡的入射光線經反射后,其相應反射光線反向延長后相交得到的,任意兩條相應的反射光線反向延長線的相交點即為相應的實像點,任意一條反射光線反向延長后必過相應的實像點。掌握上述特點,再結合平面鏡成像特性,可以使我們靈活、快速地處理平面鏡成像的光路畫圖問題。圖1例1(2007年,德州市中試題)如圖2所示,平面鏡上方有一豎直擋板P,AB和CD是擋板兩側的發光點S發出的光經過平面鏡反射后的兩條反射光線,請在圖上做出發光點S(要求留下畫圖痕跡)。剖析與解:本題是已知平面鏡和兩條反射光線,求小麥點。因為根據平面鏡成像的特征(像與物的連線與鏡面垂直,像與鏡面的距離和物到鏡面的距離相等)可由像點確定物點,而像點又可以由兩條相應的反射光線反向延長得到,于是可確定此題的解題步驟為:圖2(1)將反射光線AB和CD反向延長,因而得發光點S的實像點S,;(2)根據平面鏡成像的特征平面鏡成像圖片現實,確定出發光點S的位置,如圖3所示。
若聯接發光點S和相應的兩個反射點A、C,可進一步畫出反射光線AB和CD所對應的入射光線SA和SC,見圖3。圖3例2(2005年,杭州市中試題)圖4中S是平面鏡前一個發光點,SO是一條入射光線,請在圖中畫出SO的反射光線及S在鏡中所成像S,的位置。剖析與解:本題是已知平面鏡和一條入射光線,求作反圖4射光線及像點。解題步驟為:1)根據平面鏡成像的特性,首先確定出像S的位置;(,(2)由于入射光線SO所對應的反射光線一定過入射點O,且此條反射光線反向延長后必過實像點S,,于是用實線聯接S,O,再正向延長便得反射光線OA。如圖5所示。點評:上述兩例中均已知入射光線或反射光線,在圖5作相應的反射光線或入射光線時,其實可以運用光的反射定理,但運用題解所述方式免去了運用反射定理畫圖量角度的麻煩,因而使問題的處理變得更推動捷、準確。例3(2007年,青島市中試題)電視遙控器對著墻上也能遙控電視機,如圖6所示。圖中從遙控器發出的光線經光滑墻上反射后射入電視機的接收窗口,試畫出其光路圖。剖析與解:將光滑墻上看成是平面鏡,此題仍相當于平面鏡成像的反射畫圖問題。此題中已知平面鏡及發光點、還曉得反射光線所要經過的平面鏡外一點,求作入射光線和反射光線,借助光的反射定理較難處理(關鍵是不容易確定入射點或反射點),但若借助平面鏡成像光路圖的特點,再結合平面鏡成像特性,便可使問題的處理顯得圖6柳暗花明。
(1)根據平面鏡成像的特性,首先確定出遙控器所成像的位置;(2)因為反射光線射入電視機的接收窗口,且反向延長后過像點,于是聯接電視機的接收窗口及像點,便得到步入接收窗口的反射光線;(3)由遙控器向所得反射光線的反射點引入射光線,最后便得從遙控器發出的光線經光滑墻上反射后射入電視機接收窗圖7口的完整光路,如圖7所示。由此看來,處理平面鏡成像的反射畫圖問題,除了要把握平面鏡成像的特征,并且要牢牢把松開平面鏡成像光路圖的上述特點。(本文發表在2007年9月25日的《求知報》)