第3节：平面镜成像规律.doc

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1s和02s•交于s■点）答：S点S•处发出为什么？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S0丄MN延长至S•，使S0=0S，得到虚像S从点光源S向镜面MN作入射光线S01，连接S01做反射光线01A，用同样方法可作入射光线S02和它的射光线02B（图2）JTn曲2)「，则nnii+i2=，所以$=2n-2x=22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0为轴，将两镜转动0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CD•，那么CD■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20D.与CD交角为40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：FFii=ii,i2=i2，入射光线AB在平面镜M上反射后，反射光线BC偏转角a=n-2i仁反射光线BC在平面镜N上反射后，出射光线CD偏转角3=n-2i2，那么，出射光线CD相对入射光线AB的偏转角$=a+3=2n-2(ii+i2).在厶BOC中，/JTOCB=i2,所以/CBO+/OCB=2n,与AB光线的入射角ii无关，所以CD光线与AB光线反向平行但以上证明不能说明CD■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Si,将Si看作点光源，由平面镜成像作图法可作出Si在平面镜M中的虚像S2，将S2看作点光源，S2在平面镜N中的虚像为S3，由平面镜成像规律和几何知识可得：SiO=S2O,S2O=S3O,则SiO=S3O,那么，平面镜转过0角后，由于SiO不变,则S3O也不会改变，即出射光路CD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》旋转双平面镜，演示CD光路不变；① 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图6圏7解法1:根据平面镜成像作图法，作树AB在水中的像AB,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AB；（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AB■于C、D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,完成光路图图H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。

M仝左八』旷N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EIN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）国12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^Si在镜BC中的像和S2在镜CD中的像S3;（2）连接S3、P两点交CD镜面于c,作通过P点的反射光线cP;（3）连接S2、c交BC镜面于b，连接b、c两点作BC镜的反射光线be；（4）连接Si、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123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：（实/虚）像① 平面镜所成的像（能/不能）呈现在白纸上，是_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）AB在平面镜中所成的像图14. 小月在健身房大玻璃镜前练健美操，比，变化情况是（A.变清晰B5. 芭蕾舞演员练习时，A.2mB图2当她靠近平面镜时，她在平面镜中的像与本人相）•变大C站在平面镜前•4mC6. 从平面镜中看到电子钟示数如图所示,A.21:05B.21:15C7. 湖边的路灯距湖面高3米，湖水深•大小不变D•视具体情况而定。

2m处，则镜中的像与她的距离是（.6mD.8m这时的时间应是（.20:15D.20:055米，映在平静湖水中灯的“倒影”是像（填3•如图2,根据平面镜成像特点画出图中物体“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。