平面镜成像光路图的特征及应用
天津市宝坻区教研室(301800) 戴军
义务教育课程标准实验教科书物理八年级上册《平面镜成像》一节,有如图1所示的一
幅光路图,仔细研究此图,我们发现:
平面镜所成的虚像是由物体射向平面镜的入射光线经反射
后,其相应反射光线反向延长后相交得到的,任意两条相应的反
射光线反向延长线的相交点即为相应的虚像点,任意一条反射光
线反向延长后必过相应的虚像点。
把握上述特征,再结合平面镜成像特点,可以使我们灵活、
快速地处理平面镜成像的光路作图问题。 图1
例1(2007年,泰安市中考题)如图2所示,平面镜上方有一竖直挡板P,AB和CD
是挡板左侧的发光点S发出的光经过平面镜反射后的两条反射光线,请在图上作出发光点S
(要求留下作图痕迹)。
分析与解:本题是已知平面镜和两条反射光线,求作物点。
由于依据平面镜成像的特点(像与物的连线与镜面垂直,像与
镜面的距离和物到镜面的距离相等)可由像点确定物点,而像
点又可以由两条相应的反射光线反向延长得到,于是可确定此
题的解题步骤为: 图2
(1)将反射光线AB和CD反向延长,从而得发光点S的虚
像点S';
(2)依据平面镜成像的特点,确定出发光点S的位置,如图
3所示。
若连接发光点S和相应的两个反射点A、C,可进一步画出反
射光线AB和CD所对应的入射光线SA和SC,见图3。 图3
例2(2005年,长沙市中考题)图4中S是平面镜前一
个发光点,SO是一条入射光线,请在图中画出SO的反射光
线及S在镜中所成像S'的位置。
分析与解:本题是已知平面镜和一条入射光线,求作反 图4
射光线及像点。解题步骤为:
(1)依据平面镜成像的特点,首先确定出像S'的位置;
(2)因为入射光线SO所对应的反射光线一定过
入射点O,且此条反射光线反向延长后必过虚像点S',
于是用虚线连接S'O,再正向延长便得反射光线OA。
如图5所示。
点评:上述两例中均已知入射光线或反射光线,在 图5
作相应的反射光线或入射光线时,当然可以运用光的反射定律,但运用题解所述方法免去了
运用反射定律作图量角度的麻烦,从而使问题的处理显得更加快捷、准确。
例3(2007年,威海市中考题)电视遥控器对着墙壁也能遥控电视机,如图6所示。图
中从遥控器发出的光线经光滑墙壁反射后射入电视机的接收窗口,试画出其光路图。
分析与解:将光滑墙壁看成是平面镜,此题仍相当于平面镜
成像的反射作图问题。
此题中已知平面镜及发光点、还知道反射光线所要经过的平
面镜外一点,求作入射光线和反射光线,利用光的反射定律较难
处理(关键是不容易确定入射点或反射点),但若利用平面镜成像
光路图的特征,再结合平面镜成像特点,便可使问题的处理变得 图6
柳暗花明。
(1)依据平面镜成像的特点,首先确定出遥控器所成像的
位置;
(2)由于反射光线射入电视机的接收窗口,且反向延长后
过像点,于是连接电视机的接收窗口及像点,便得到进入接收
窗口的反射光线;
(3)由遥控器向所得反射光线的反射点引入射光线,最后
便得从遥控器发出的光线经光滑墙壁反射后射入电视机接收窗 图7
口的完整光路,如图7所示。
由此看来,处理平面镜成像的反射作图问题,不仅要掌握平面镜成像的特点,而且要牢
牢把握住平面镜成像光路图的上述特征。
(本文发表在2007年9月25日的《求知报》)
平面镜成像光路图的特征及应用
天津市宝坻区教研室(301800) 戴军
义务教育课程标准实验教科书物理八年级上册《平面镜成像》一节,有如图1所示的一
幅光路图,仔细研究此图,我们发现:
平面镜所成的虚像是由物体射向平面镜的入射光线经反射
后,其相应反射光线反向延长后相交得到的,任意两条相应的反
射光线反向延长线的相交点即为相应的虚像点,任意一条反射光
线反向延长后必过相应的虚像点。
把握上述特征,再结合平面镜成像特点,可以使我们灵活、
快速地处理平面镜成像的光路作图问题。 图1
例1(2007年,泰安市中考题)如图2所示,平面镜上方有一竖直挡板P,AB和CD
是挡板左侧的发光点S发出的光经过平面镜反射后的两条反射光线,请在图上作出发光点S
(要求留下作图痕迹)。
分析与解:本题是已知平面镜和两条反射光线,求作物点。
由于依据平面镜成像的特点(像与物的连线与镜面垂直,像与
镜面的距离和物到镜面的距离相等)可由像点确定物点,而像
点又可以由两条相应的反射光线反向延长得到,于是可确定此
题的解题步骤为: 图2
(1)将反射光线AB和CD反向延长,从而得发光点S的虚
像点S';
(2)依据平面镜成像的特点,确定出发光点S的位置,如图
3所示。
若连接发光点S和相应的两个反射点A、C,可进一步画出反
射光线AB和CD所对应的入射光线SA和SC,见图3。 图3
例2(2005年,长沙市中考题)图4中S是平面镜前一
个发光点,SO是一条入射光线,请在图中画出SO的反射光
线及S在镜中所成像S'的位置。
分析与解:本题是已知平面镜和一条入射光线,求作反 图4
射光线及像点。解题步骤为:
(1)依据平面镜成像的特点,首先确定出像S'的位置;
(2)因为入射光线SO所对应的反射光线一定过
入射点O,且此条反射光线反向延长后必过虚像点S',
于是用虚线连接S'O,再正向延长便得反射光线OA。
如图5所示。
点评:上述两例中均已知入射光线或反射光线,在 图5
作相应的反射光线或入射光线时,当然可以运用光的反射定律,但运用题解所述方法免去了
运用反射定律作图量角度的麻烦,从而使问题的处理显得更加快捷、准确。
例3(2007年,威海市中考题)电视遥控器对着墙壁也能遥控电视机,如图6所示。图
中从遥控器发出的光线经光滑墙壁反射后射入电视机的接收窗口,试画出其光路图。
分析与解:将光滑墙壁看成是平面镜,此题仍相当于平面镜
成像的反射作图问题。
此题中已知平面镜及发光点、还知道反射光线所要经过的平
面镜外一点,求作入射光线和反射光线,利用光的反射定律较难
处理(关键是不容易确定入射点或反射点),但若利用平面镜成像
光路图的特征,再结合平面镜成像特点,便可使问题的处理变得 图6
柳暗花明。
(1)依据平面镜成像的特点,首先确定出遥控器所成像的
位置;
(2)由于反射光线射入电视机的接收窗口,且反向延长后
过像点,于是连接电视机的接收窗口及像点,便得到进入接收
窗口的反射光线;
(3)由遥控器向所得反射光线的反射点引入射光线,最后
便得从遥控器发出的光线经光滑墙壁反射后射入电视机接收窗 图7
口的完整光路,如图7所示。
由此看来,处理平面镜成像的反射作图问题,不仅要掌握平面镜成像的特点,而且要牢
牢把握住平面镜成像光路图的上述特征。
(本文发表在2007年9月25日的《求知报》)