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平面鏡成像原理精選(九篇)

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平面鏡成像原理

第1篇:平面鏡成像原理范文

老師告訴小丹:平面鏡是由平板玻璃的一個面上鍍上一層銀而制成的,自身并不發(fā)光.那平面鏡是怎樣成像的呢?如圖1所示,平面鏡前有一支點燃的蠟燭,點燃的蠟燭是光源,它發(fā)出的光照到平面鏡上被平面鏡反射,人眼接收到反射光線就好像是從鏡后一點發(fā)出的,因而鏡前蠟燭就在鏡中成像.那么人又是怎樣在鏡中成像的呢?(如圖2)大家都知道人體不是光源,自身并不發(fā)光,但人體能夠反射其他光源射來的光(如太陽光、燈光等),這些反射光照射到平面鏡上再被平面鏡反射,從而在平面鏡中成像.如果沒有其他光源的光可反射,人就無法照鏡子了,正如在伸手不見五指的夜晚人是無法照鏡子的.

看著似懂非懂的小丹,老師決心要讓小丹徹底弄明白平面鏡的原理和應用.“好吧,小丹,下面我再給你舉幾個例子,鞏固一下你對平面鏡的理解.”

例1小丹在一個較暗的房間里,房間里有一扇大窗戶.她站在窗戶前想照鏡子,她應該 (選填“面朝窗戶”或“背對窗戶”)照鏡子才能看清自己的臉.

解析房間里光線較暗,小丹若背對窗戶,照到她臉上的光就很少,被小丹臉反射照射到平面鏡上的光也很少,再被平面鏡反射,射入小丹自己眼中的光就更少,所以鏡中的“自己”很暗淡,看不清自己的臉.若她面朝窗戶情況就不同了,窗外較強的光通過窗戶照到小丹的臉上,因而被小丹臉反射照射到平面鏡上的光也很多,再被平面鏡反射,射入小丹自己眼中的光就很多,所以她就能看清自己的臉了.因而選填“面朝窗戶”.

例2如圖3所示,用手電筒對著平面鏡中的像A′B′照射時,會發(fā)現(xiàn)像比原來亮多了,這是因為().

A.光照到像上所以像變亮

B.鏡子比原來亮,所以像也比原來亮

C.光照到鏡子上發(fā)生反射,使物體變亮

D.光照射像后,人的感覺不同

解析物體AB在平面鏡中成像,是物體AB的光照射到平面鏡上被平面鏡反射,反射光線反向延長線相交形成的.因而用手電筒對著平面鏡中的像A′B′照射時,光會被平面鏡反射,光不可能只照到像A′B′上,因而即使鏡子比原來亮,像也不會比原來亮.光被反射到平面鏡上,由于光的反射具有可逆性,因而反射的光又會照到物體AB上再次被平面鏡反射,從而使平面鏡反射物體AB的光更多,所以像更亮.因而人不僅感覺到平面鏡更亮還會感覺到像也更亮.所以A、B、D選項都錯誤.只能選C選項.

例3甲乙兩人在照同一個鏡子.甲在鏡中看到了乙的眼睛.以下說法中正確的是().

A.乙也一定能看到甲的眼睛

B.乙只能看到甲的眼睛

C.乙不可能看到甲的眼睛

D.乙不可能看到甲的全身

解析甲在鏡中看到了乙的眼睛,根據(jù)成像原理可知,此時是乙的眼睛處發(fā)出的光(實際上是別處來的光照射到乙的眼睛處而反射出來的光)經(jīng)過鏡面反射以后再射到甲的眼睛中的結(jié)果.由光的反射中的光路可逆原理可知,若將上述光線完全逆轉(zhuǎn)過來,這樣的光路仍然是成立的.即由甲的眼睛處發(fā)出的光,經(jīng)鏡面反射后,必能投射到乙的眼睛處,即乙從鏡中也可以看到甲的眼睛.至于乙通過鏡中是否能看到甲的全身,則由本題條件是無法做出肯定答復的.應選A.

例4小明和媽媽一起去商場買鞋子,試穿了一雙鞋后,小明站著從鞋柜旁放在地上的小鏡子中看到自己穿的鞋,很滿意.圖4中,鏡子擺放位置符合實際情況的是().

解析根據(jù)平面鏡成像原理可知,鞋子在平面鏡中成像是鞋子反射的光照到平面鏡上被平面鏡反射,“反射光線”反向延長相交形成的虛像.因而小明站著要看到小鏡子中自己穿的鞋,就必須有“反射光線”射入小明的眼睛.如圖4可知,A、B、C三圖中小明的鞋子在平面鏡中成像,經(jīng)平面鏡反射光線的仰角B圖最大,因而有較多的反射光線能射入小明的眼中,小明站著就能清晰地從鞋柜旁放在地上的小鏡子中看到自己穿的鞋.而在D圖中,小明的鞋很難在此平面鏡中成像,即使有也只能是局部成像,因而看不到小鏡子中看到自己穿的鞋的全貌.所以鏡子擺放位置符合實際情況的是B選項.

老師告訴小丹:光的反射現(xiàn)象在日常生活中很多的應用.不僅人臉能反射光,其實任何物體的表面都能反射光.我們能看見不是光源的物體,就是由于它們表面反射的光射入了我們的眼睛.光的反射又分為鏡面反射和漫反射兩類,鏡面反射是平行光照射到平滑的物體的表面發(fā)生的反射,其反射光線也相互平行.漫反射是平行光照射到凹凸不平的物體表面發(fā)生的反射,其反射光線射向各個方向.

例5雨后天晴的夜晚,為了不踩到地上的積水,下面判斷正確的是().

A.迎著月光走,地上暗處是水,背著月光走地上發(fā)亮處是水

B.迎著月光走,地上發(fā)亮處是水,背著月光走地上暗處是水

C.迎著月光走或背著月光走,都應是地上發(fā)亮處是水

D.迎著月光走或背著月光走,都應是地上的暗處是水

解析月光射到地面上時、有水的地方發(fā)生鏡面反射、沒水的地方發(fā)生漫反射.迎著月光走時,有反射光線射入眼中如圖5甲所示,所以地上發(fā)亮處是水;背著月光走時,反射光線沒有射入眼中,如圖5乙所示,所以地上暗處是水.因而本題應選B.

例6小明的寫字臺上有一盞臺燈.晚上在燈前學習的時候,鋪在臺面上的玻璃“發(fā)出”刺眼的亮光,影響閱讀.在下面的解決方法中,最簡單、效果最好的是().

A. 把臺燈換為吊燈

B.把臺燈放到正前方

C.把臺燈移到左臂外側(cè)

D.把臺燈移到右臂外側(cè)

解析玻璃“發(fā)出”刺眼的亮光,實際上并非玻璃本身發(fā)出的,而是玻璃表面反射臺燈發(fā)出的光所致.這些光之所以刺眼,是由于人感受到的反射光太強,一般這是由于臺燈可能正好在人的正前方,從而有較強的反射光射入人眼.可見如將臺燈移至人的側(cè)旁,即可避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象.而對于通常以右手寫字的人來說,則應將臺燈移至其左臂外側(cè)最好,因為如果臺燈在右臂外側(cè)時,寫字時右手的影子會落在人正前方的臺面上,影響看書和寫字.答案:C

例7小明在聽講座時,想用照相機把銀幕上用投影儀投影的彩色幻燈片圖像拍攝下來.由于會場比較暗,他使用了閃光燈.這樣拍出來的照片().

A.反而看不清投影到銀幕上的圖像,倒是把銀幕上的一些污漬拍出來了

B.色彩鮮艷,比不用閃光燈清楚多了

C.色彩被“閃”掉了,拍到的僅有黑色的字和線條

D.與不用閃光燈時效果一樣,因為拍攝的是銀幕上的像,而不是實際的景物

解析照相機閃光燈的作用是在由被拍攝物體射向照相機的光太弱時,照相機以閃光照射該物體,使物體在拍照瞬間受到閃光照射,從而有較強的反射光射回照相機,從而生成物體清晰的像.

投影儀投影彩色幻燈片時,是投影儀將彩色幻燈片成像在銀幕上,即投影儀投射到銀幕上的不同位置處有不同的彩色的光,這些光在該位置發(fā)生漫反射,使幕前觀眾看到幕上各處的色彩不同而構(gòu)成一幅與幻燈片相似的彩色畫面.此時,若以照相機閃光燈的閃光再投射到銀幕上,則銀幕對照相機的閃光將同樣予以反射.而閃光是白光,它均勻地照射到整個銀幕上,這樣將會沖淡銀幕上原畫面的明暗對比,使原圖像模糊不清楚.若是閃光的強度比幻燈投影光的強度強很多時,則將會使原圖像基本看不出來,整個銀幕會呈一片白色,而白色會把銀幕上的一些污漬顯現(xiàn)出來.顯然,這種情況下拍攝出來的照片,也就和上述看到的情況一樣了. 應選A.

第2篇:平面鏡成像原理范文

1.在物理知識方面要求。

(1)掌握光的反射定律,會用光的反射定律解釋有關的現(xiàn)象;

(2)掌握平面鏡成像的原理和規(guī)律;

(3)應用平面鏡成像的規(guī)律解決一些簡單的物理問題。

2.通過演示實驗,概括出平面鏡成像的特點,應用光的反射定律推導出平面鏡成像的特點。培養(yǎng)學生的觀察、概括能力,通過相關物理量變化規(guī)律的學習,培養(yǎng)分析、推理能力。

3.通過簡單的物理問題的解決使學生理解解決物理問題的基本原理和基本方法,如何建立已知與未知和所求之間的關系。從而加深物理方法的學習。

二、重點、難點分析

1.重點是使學生掌握平面鏡成像的原理及推導過程。平面鏡成像的特點是解決平面鏡問題的關鍵。平面鏡成像是虛像,學生作圖時要注意用虛線;平面鏡成像,其像和物關于平面鏡對稱的含義是像正立且與物等大。

2.教學難點之一是如何澄清學生頭腦中“像”的概念。要突破這一點就要讓學生清楚物理中像的準確定義,生活中像、影、相又指的是什么意思。嚴格區(qū)分教學中的相似與物理的“相似”有什么不同。

3.教學中的另一個難點是如何應用平面鏡成像的特點解決實際問題。最關鍵的是要抓住最簡單、最基本的方法。

三、教具

1.平面玻璃,蠟燭兩只(完全相同),火柴,大白紙一張(8開或更大一些),直角三角板,鉛筆。

2.教學用直角三角板、直尺。

四、主要教學過程

(一)引入新課

光的反射現(xiàn)象和平面鏡在初中物理中已經(jīng)學到一些知識,今天我們來進一步研究。光的反射現(xiàn)象處處可見,平面鏡也是日常生活中常見的物品,它們有什么特性呢?

(二)教學過程設計

1.光線和光束。

光線是利用光的直線傳播而從光束中抽象出來的概念。物體發(fā)出的光束,用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播方向——光線。光線是光束的抽象結(jié)果,實際是不存在的,而光束是客觀存在的。在畫光線時注意光的傳播方式用直線表示,要用實線,而光的傳播方向箭頭一般標在直線段的中央部分。光束可分為平行光束、發(fā)散光束、會聚光束三種情況。

2.光線傳播到兩種介質(zhì)的分界面所發(fā)生的現(xiàn)象:反射和折射現(xiàn)象可能同時發(fā)生,也可能

只發(fā)生反射現(xiàn)象,但有折射現(xiàn)象的同時一定有反射現(xiàn)象,只是反射現(xiàn)象有時極不明顯而不考慮。通過作圖介紹入射點、法線、入射光線、反射光線、入射角和反射角的概念。光在介質(zhì)中傳播時會有能量損失(被吸收)。光在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生反射或折射時也要有能量損失。

3.光的反射定律。

(1)(三線共面)。反射光線在入射光線和法線所決定的平面內(nèi);(因果關系要注意)

(2)(法線居中)反射光線跟入射光線分別位于法線的兩側(cè);

(3)(兩角相等)反射角等于入射角。(因果關系)

4.鏡面反射和漫反射。

(1)鏡面反射:能成虛像的反射,入射光線是有規(guī)律的,反射光線仍遵從一定規(guī)律進行排序。

(2)漫反射:入射光線是有規(guī)律的,而反射光線是無序的,不能成虛像的反射,但每一條光線都遵從光的反射定律,漫反射是由于兩介質(zhì)的界面不光滑平整而造成的。

5.平面鏡成像。

演示在白紙中央用直尺畫一條直線,然后平放在水平桌面上,在直線的一側(cè)點一個點A,將平面玻璃垂直于紙面且與紙上直線重合放置,將一支蠟燭點燃豎直放在A處,在A點這側(cè)看點燃蠟燭的像。將另一支未點燃的蠟燭放在直線(平面玻璃)的另一側(cè),緩慢移動直至未點燃的蠟燭與點燃的蠟燭的像重合,好像未點燃蠟燭也燃燒起來一樣。在紙上記下未點燃蠟燭的位置。在同學們都看清楚的前提下,將點燃的蠟燭熄滅。讓同學討論看到的現(xiàn)象,總結(jié)平面鏡成像的特點。

(1)像:由物發(fā)出(或反射)的光線經(jīng)光具作用為會聚的光線(或發(fā)散的光線)所形成的跟原物“相似”的圖景。這里的“相似”一詞與數(shù)學的相似含義不完全相同,數(shù)學中的相似是指對應處成相同的比例,而這里的“相似”有時不同對應處比例不同。例如哈哈鏡中人的像與人相比相差很大,但仍認為是人的像。

(2)實像:是由實際光線會聚而形成??捎醚壑苯佑^察,可在光屏上顯示,具有能量到達的地方。

(3)虛像:是實際光線的反向延長線會聚而形成,不可在光屏上顯示,只能用眼睛直接觀察。

關于像的概念讓學生一定要很清楚,特別是要區(qū)分生活中的“像”的概念。

A.像片是物而不是“像”,畫像和像片具有相同的含義。

B.照相,實質(zhì)上是取得一個與人“相似”的一幅畫片,只不過不是用筆畫,而是通過成像的原理制作就是了。照“相”與長“相”具有相同的含義。

C.“看電影”也有人誤認為是“看電像”,在初中就學過像的概念。但人們在電影院看電影是要看銀幕上的圖景,銀幕上的圖景對于底片(拷貝)來說是像的位置,像呈現(xiàn)在銀幕上,作為物被眼晴看到,若真看“像”應眼睛向著放映機看,那是不可能的。

D.“成像是客觀的,觀像是有范圍的”。若電影院銀幕處末放銀幕,放影機放影時,拷貝上的像仍呈在放銀幕處。戴近視鏡的同學看到的并不是真實的物,而是這些物正立縮小的虛像。

(4)平面鏡成像。

A.平面鏡對光的作用,只改變光的傳播方向,不改變光束的性質(zhì)。即平行光束經(jīng)平面鏡反射仍為平行光束。發(fā)散(會聚)光束經(jīng)平面鏡反射仍為發(fā)散(會聚)光束。

B.平面鏡成像為虛像,作圖時用虛線表示。

C.(將演示實驗中的白紙呈現(xiàn)給學生,通過作圖,測量得出)像點和物點關于平面鏡呈面對稱。

6.平面鏡的應用。

(1)平面鏡控制光路。

例1已知入射光線及平面鏡的位置,控制反射光線。一束光線與水平成40°角射來,欲使光線沿水平方向傳播,所放平面鏡與水平面成____________角。答案:20°或70°。

解析:題目中只要求反射光線水平,一定要注意可能出現(xiàn)兩種情況。一種是入射光線與反射光線之間的夾角是40°,一種是入射線與反射光線之間的夾角是140°。

例2證明:若入射光線的方向不變,將平面鏡繞入射點轉(zhuǎn)動θ角,則反射光線的方向轉(zhuǎn)動2θ角。

證明:因為平面鏡轉(zhuǎn)動θ角,則法線轉(zhuǎn)動θ角,當入射光線不變時,則入射角增加(或減少)θ角,由光的反射定律可知反射光線與法線的夾角也增加(或減少)θ角,則反射光線與入射光線之間的夾角增加(或減少)2θ角,即反射光線轉(zhuǎn)動的角度為2θ角。

若上題改為若入射光線的方向不變,平面鏡繞入射點以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,則反射光線轉(zhuǎn)動的角速度ω′=2ω,。

(2)平面鏡成像的觀察。

例3一人站在湖邊塔樓頂上觀察空中的氣球,已知樓頂離湖面高為H,人高不計。他看空中靜止的氣球時,仰角為30°。他看水中氣球的虛像時,俯角是60°,問氣球靜止在湖面上方,離湖面多高?答案:2H.

解析:幾何光學的突出特點是幾何作圖。此題作圖的技巧是:先畫一條水平線(在塔樓頂上)AB.A為塔樓頂端,過A點做AS直線且∠SAB=30°。過A點作垂直于AS的直線(用虛線)AS′,且SS′直線(用虛線)要垂直于AB。SS′直線交AB于C點。找到SS′直線的中點O,過O點作SS′的垂線MN,MN交AS′于D點,用實線連接AD,DS,且標明AS、AD、DC的光線箭頭。如圖所示,注意箭頭方向不要畫反,A點為觀察者。過A點作MN的垂線交MN于正點。AE即為塔樓高,S′為氣球S的像。SO即為所求h。

由圖可知:

代入數(shù)據(jù)得

。

解得:h=2H

例4圖2中AB表示一直立的平面鏡,是水平放置的米尺(有刻度的一面朝著平面鏡),MN是屏,三者相互平行,屏MN上的ab表示一條豎直的縫(即a、b之間是透光的)。某人眼睛緊貼米尺上的小孔S(其位置見圖),可通過平面鏡看到米尺的一部分刻度。試在本題的圖上用三角板作圖求出可看到的部位,并依次寫出作圖的步驟。

解析:

圖3作圖步驟:

①作S點對AB的對稱點S′,S′就是S的像點。

②連接S、a并延長,與AB交于C點。

③連接S′、C并延長,與交于一點,此點就是可看到部位的左端。

④連接S′、b并延長,與交于一點,此點就是可看到部位的右端。

上述順序也可以是②①③④或①④②③。

圖4作圖步驟:

①分別作、Ma、bN對于AB的對稱線、M′a′、b′N′,則就是對于平面鏡AB的像,M′N′是MN對于平面鏡AB的像。

②連接S、a并延長,與交于一點,并作該點對于AB的對稱點,此對稱點在上,是可看到部位的左端。

③連接S、b′并延長,與交于一點,作該點對于AB的對稱點,此對稱點也在上,是可看到部位的右端。

上述順序也可以是①③②。

(3)平面鏡與運動學的綜合應用。

例題略。

(三)課堂小結(jié)

1.平面鏡是一個非常重要的光學元件,在生活中應用也很廣,這部分光學知識為將來的學習打下了基礎。

2.幾何光學的學習要突出幾何作圖,同學們應嚴格按照規(guī)范化的作圖格式進行訓練,緊緊抓住平面鏡成像特點進行思考問題。

五、教學說明

1.將演示實驗改為分組實驗,效果會更好。但要掌握好教學時間。

第3篇:平面鏡成像原理范文

1.平靜的湖面映出岸邊的景物.在這個現(xiàn)象中“平靜的湖面”相當于( )

A.凸透鏡 B. 凹透鏡 C. 平面鏡 D. 凹面鏡

2.光使世界絢麗多彩,人們的生活更離不開光。關于光現(xiàn)象,下列說法錯誤的是

A.用玻璃三棱鏡可以使太陽光發(fā)生色散

B.柳葉呈現(xiàn)綠色是因為它只反射綠光

C.光在銀幕上發(fā)生漫反射時反射角小于入射角

D.家里的穿衣鏡所成的像是正立的虛像

3.(2分)如圖是豐子愷的一幅漫畫,畫中配詩“臨水種桃知有意,一株當作兩株看”.其中呈現(xiàn)的光學現(xiàn)象是()

A.光的直線傳播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散

4.光的世界是豐富多彩的,關于以下光現(xiàn)象,說法正確的是()

A. 小孔成像利用了光的反射

B. 游泳池注水后,看上去好像變淺了,這是光的色散

C. 人能看到物體,是因為從人眼發(fā)出的光照到了物體上

D. 太陽光通過棱鏡后被分解成各種顏色的光,這是光的色散

5.炎熱的夏天,樹蔭下比太陽下要涼快得多,人們總喜歡在樹蔭下乘涼.樹蔭的形成是由于()

A.光的折射 B.光的折射 C.光的直線傳播 D.光的色散

16.如圖所示的四幅圖片中,其中一幅所反映的光學原理與其它三幅不同的是

7.如圖所示的四種光現(xiàn)象中,由于光的反射形成的是()

8.常言道,水火不相容,但用透明冰塊磨制成的一個光學器件卻可以取火,這個器件相當于下面的

A.平面鏡

B.凸面鏡

C.凸透鏡

D.凹透鏡

9.我國經(jīng)常提到的像:①小孔成像②平面鏡成像 ③放大鏡成像 ④電影屏幕上的像 ⑤汽車觀后鏡中的像,其中

A.屬于實像的是①②③

B.屬于虛像的是②③④

C.由于反射而成的像是②⑤

D.由于折射而成的像是①③④

10.每年5月份,我省一些地區(qū)的農(nóng)民都有大量焚燒秸稈的現(xiàn)象。焚燒秸稈所產(chǎn)生的煙霧不僅對空氣質(zhì)量造成了嚴重的污染,威脅到人的健康,還影響了正常的航空及交通。為了對秸稈焚燒進行有效的監(jiān)控和治理,今年省氣象局利用了高科技幫手,通過衛(wèi)星遙感技術進行觀測以及時發(fā)現(xiàn)焚燒源。衛(wèi)星監(jiān)測焚燒源的主要依據(jù)是 ( )

A.對焚燒源進行拍照,從照片上直接看到焚燒源

B.監(jiān)測焚燒源產(chǎn)生的煙霧,從煙霧的多少來確定焚燒源

C.監(jiān)測焚燒源的顏色,從遙感照片的顏色來確定焚燒源

D.監(jiān)測焚燒源的溫度,通過捕捉高溫物體發(fā)出的紅外線來確定焚燒源

二、填空題

11.如圖是簡易天文望遠鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu).遠處的物體經(jīng)過物鏡成一個________________的實像,落在目鏡________________的位置;這個實像經(jīng)過目鏡成一個正立________________像.如果你想制作簡易天文望遠鏡,沒有現(xiàn)成的透鏡,可以選用合適的________________(選填“近視”或“遠視”)鏡片來代替.

12.生物課上,同學們利用顯微鏡觀察洋蔥表皮細胞時,調(diào)節(jié)反光鏡將洋蔥表皮細胞照亮,是利用光的________________現(xiàn)象;能夠觀察到洋蔥表皮細胞清晰的像,是利用光的________________現(xiàn)象,洋蔥表皮細胞通過物鏡成________________像,此像通過目鏡又成________________像.(后兩空填“虛”或“實”)

13.光在真空中的速度最快,是 km/s,入射光線與平面鏡的夾角是35°,則入射角是 度,入射光線與反射光線的夾角是 度。在生活中經(jīng)常提到的“影”與我們所學到的光學知識有關,例如,水中倒影和立竿見影中的“影”,前者是由 形成的,后者是由 形成的。

14.人眼是世界上最精密的________(填“照相機”“幻燈機”或“放大鏡”),晶狀體相當于一個凸透鏡,視網(wǎng)膜相當于光屏,只有成像在視網(wǎng)膜上才會看清物體。小莉看不清黑板上的字,她向黑板靠近幾步就看清了,說明她是______(填“近視”或“遠視”)眼。如果小莉仍坐在原位,為了使物體的像剛好落在小莉的視網(wǎng)膜上,她應該配戴適當度數(shù)的______透鏡制作的眼鏡來矯正視力。

15.紅外線具有_________效應,紫外線最顯著的性質(zhì)是____________________.對于驗鈔機、電視機遙控器、響尾蛇捕食和醫(yī)院診斷病情用的B超來說,其中屬于紫外線應用的是______________。

16.當條形碼掃描器照射它時,黑條紋將光________(選填“反射”或“吸收”),白條紋將光________(選填“反射”或“吸收”),再通過電腦解碼就可以獲取考生相關信息.

三、實驗題

17.下面是曉婷同學設計的探究“光的反射定律”和“平面鏡成像特點”的實驗過程.

(1)如圖,為了探究“光的反射定律”,曉婷將一張白紙B放在水平桌面上,將一個平面鏡A垂直白紙放置,用激光手電貼著   (選填“A”或“B”)照射,并記錄下了反射角和入射角的度數(shù)如下表.通過表格中的數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是   .

入射角 15° 30° 60°

反射角 15° 30° 60°

(2)為了探究“平面鏡成像特點”,她將平面鏡換成了   ,并取來了兩個   的蠟燭.在實驗過程中,隨著蠟燭的燃燒變短,蠟燭的像與用來找像的蠟燭   (選填“仍然重合”或“不再重合”),此時所成的像與物大小   (選填“相同”或“不相同”).

18.(4分)小明進行“視力的矯正”探究活動,他將自己戴的近視眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間,如圖(甲)在光屏上得到了一個縮小倒立的清晰實像,拿開眼鏡后,光屏上的像變得模糊了.

⑴小明為了使光屏上的像重新變得清晰,在不移動光屏和凸透鏡位置的前提下,他應該 (將蠟燭靠近透鏡移動/將蠟燭遠離透鏡移動),如果他不戴眼鏡看書,應該將書 (填“靠近”或“遠離”)眼睛.

⑵如圖(乙)所示的四幅小圖中,正確表示近視眼成像情況的 圖,其矯正做法是 .

四、計算題

19.互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送電子郵件是通過光在光纜中來傳播信息的,若光在光纜中傳播速度為3×108m/s,地球周長約為4×105km,電子郵件在光纜中繞一周大約需多長時間?

五、簡答題

20.如圖為一利用紅外線工作的防盜報警器,其原理是:紅外發(fā)射器發(fā)出一束較強的紅外線,紅外接收器可接收紅外線,當盜賊遮擋在AB間,即擋住紅外線,此時紅外接收器無法接收到紅外線,便驅(qū)動喇叭報警,從而達到防盜的目的.

(1)該原理說明:①紅外線_____(是/不是)沿直線傳播的. ②紅外線_____(能/不能)穿透人體.

(2)紅外線看不見,摸不著,你怎樣才能證明紅外發(fā)射器和接收器間是否有紅外線?

請簡述:_____________________________________________________________參考答案及解析

1.C

【解析】

試題分析:平靜的水面如同平面鏡,岸上的景物在平靜的水面成像,根據(jù)平面鏡成像特點:平面鏡成的是虛像;像與物體大小相等;像與物體到鏡面的距離相等;像與物體的連線與鏡面垂直。所以平面鏡成正立等大的虛像,岸上的景物在平靜的水面成正立等大的虛像。

考點:平面鏡成像

2.C

【解析】

試題分析:A牛頓用玻璃三棱鏡使太陽光分解成七種色光的現(xiàn)象叫光的色散,答案正確,不符合題意。

B不透明的物體只反射與之顏色相同的光,柳葉呈現(xiàn)綠色是因為它只反射綠光,答案正確,不符合題意。

C光在銀幕上發(fā)生漫反射時也遵循光的反射定律反射角等于入射角,答案錯誤,符合題意。

D家里的穿衣鏡所成的像是正立的等大的虛像答案正確,不符合題意。

故選C

考點:光現(xiàn)象

3.B

【解析】

試題分析:詩句“臨水種桃知有意,一株當作兩株看”中的“一株當作兩株看”是桃樹在水中成像,水中的像和真實的桃樹一共兩株,是平面鏡成像,屬于光的反射現(xiàn)象。正確的選擇是B。

考點:光現(xiàn)象

4.D

【解析】

試題分析:A、小孔成像利用了光的直線傳播,A說法不正確,不符合題意;B、游泳池注水后,看上去好像變淺了,這是光的折射造成的,B說法不正確,不符合題意;C、人能看到物體,是因為物體發(fā)出或者反射的光進入了我們的眼睛,C說法不正確,不符合題意;D、太陽光通過棱鏡后被分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光,這是光的色散現(xiàn)象,D說法正確,符合題意.答案選D.

考點:光直線傳播的應用;光的折射;人眼看物體的原理;光的色散

5.C

【解析】

試題分析:光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播,在日常生活中,激光準直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的.太陽光被樹葉遮擋后無法繼續(xù)傳播,在太陽光沒有直接照射到的位置形成了一個相對較暗的區(qū)域,就是大樹的影子,樹蔭是由于光的直線傳播形成的.對照各選項,C符合題意,選填C。

考點:光現(xiàn)象原理

6.C

【解析】

試題分析:A.漁民插魚時,瞄準下方插魚,是因為光從水中斜射到空氣中發(fā)生折射使人看到偏高的虛像,B.放大鏡是凸透鏡,凸透鏡成像時是光的折射;C.湖中的倒影是光的反射形成的虛像;D.水碗中的筷子看起來折斷了,是光的折射;所以C選項與其他選項光學原理不同;答案選C.

考點:光的反射;光的折射現(xiàn)象及其應用

7.C

【解析】

試題分析:

光的直線傳播、光的反射、光的折射是光的三種現(xiàn)象。此題中的“手影”是光的直線傳播現(xiàn)象,“小孔成像”也是光的直線傳播現(xiàn)象;橋在水中的倒影是光的反射現(xiàn)象;直的花莖“錯位”了是光的折射現(xiàn)象。故選C。

考點:光現(xiàn)象

8. C

【解析】

凸透鏡對光線有會聚作用,凸透鏡的材料可以是玻璃、水、冰或其他透明物質(zhì),盡管材料不同,但對光線都有會聚作用.透明冰塊磨制成一個光學器件,光線可以透過;可以取火是因為這個光學透鏡可以會聚光線,凸透鏡又叫會聚透鏡.

9. C

【解析】

①小孔成像是由光的直線傳播形成的實像.

②平面鏡成像是由光的反射形成的虛像.

③放大鏡成像屬于凸透鏡成像,是由光的折射形成的虛像.

④電影銀幕上的像,屬于凸透鏡成像,是由光的折射形成的實像.

⑤汽車觀后鏡中的像,觀后鏡是凸面鏡,所以它成的像是由光的反射形成的虛像.

其中,屬于實像的是①④;屬于虛像的是②③⑤;由于反射而成的像是②⑤;由于折射而成的像是③④.故選C.

10.D

【解析】

試題分析:焚燒秸稈時溫度較高,溫度越高的物體向外輻射的紅外線越強,衛(wèi)星監(jiān)測地球表面的紅外線強度可以有效監(jiān)控和治理。

考點:紅外線的應用 11. 倒立、縮小 焦距內(nèi) 虛 遠視

【解析】

望遠鏡中物鏡的作用是使遠處的物體成倒立縮小的實像,這個倒立縮小的實像正好落在目鏡焦距內(nèi)的位置,目鏡的作用相當于一個放大鏡,這個實像經(jīng)過目鏡成一個正立虛像,因遠視眼的鏡片是凸透鏡,所以想制作簡易天文望遠鏡,沒有現(xiàn)成的透鏡,可以選用合適的遠視鏡片來代替.

故答案為:倒立、縮小;焦距內(nèi);虛;遠視.

12. 反射 折射 實 虛

【解析】

(1)顯微鏡視野亮度的調(diào)節(jié):光線強時,用小光圈、平面鏡調(diào)節(jié);光線弱時,用大光圈、凹面鏡調(diào)節(jié).如果在光線條件較差實驗室里使用顯微鏡,應該使視野變亮,故用大光圈、凹面鏡調(diào)節(jié);因此調(diào)節(jié)反光鏡將洋蔥表皮細胞照亮,是利用光的反射現(xiàn)象;

(2)當能夠觀察到洋蔥表皮細胞清晰的像,是利用光的折射現(xiàn)象,洋蔥表皮細胞通過物鏡成倒立放大的實像,此像通過目鏡又成正立放大的虛像.

故答案為:反射;折射;實;虛.

13.3×105 55 110 光的反射 光的直線傳播

【解析】

試題分析:光在真空中的傳播速度c=3×105 km/s;入射角為入射光線與法線的夾角,入射光線與鏡面夾角35°時,入射角為90°-35°=55°;則反射角為55°,入射光線與反射光線的夾角為110°;水中的倒“影”指物體通過水面所成的像,是光的反射形成的,立竿見影中的“影”指影子,是由于光的直線傳播形成的。

考點:光現(xiàn)象

14.照相機;近視;凹

【解析】

試題分析:人眼中的晶狀體形狀中間厚,邊緣薄,相當于凸透鏡.晶狀體把光線會聚到視網(wǎng)膜上,成一個倒立縮小的實像,相當于一臺小型的照相機.近視眼的晶狀體把光線會聚在視網(wǎng)膜之前,可以看清近處的物體,但遠處的物體則看不清.需要佩戴凹透鏡進行矯正,利用凹透鏡的發(fā)散作用,把光線的會聚點移到視網(wǎng)膜上,呈現(xiàn)一個清晰的像.故答案為:照相機;近視;凹.

考點:近視眼的成因與矯正辦法;眼睛及其視物原理

15.熱 使熒光物質(zhì)發(fā)光 驗鈔機

【解析】

試題分析:紅外線具有熱效應,可以用來取暖,例如浴室內(nèi)的紅外線取暖燈.紫外線可以用來驗鈔,它和紅外線的特點是不同的,所以使用范圍也就不同.B超是利用超聲來進行工作的.紅外線具有熱效應,響尾蛇就是通過這一特點來跟蹤食物,進行捕食.紫外線可以使熒光物質(zhì)發(fā)光,所以可以用來做驗鈔機.B超是利用超聲波來工作的,和紅外線、紫外線無關.

考點:紅外線、紫外線

16.吸收;反射

【解析】

試題分析:透明物體的顏色是由它透過的色光決定的;它能透過什么顏色的光就呈什么顏色.不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的.白色物體反射所有顏色的光,黑色物體吸收所有顏色的光.故黑條紋將光吸收,白條紋將光反射.

考點:物體的顏色

17.(1)B;反射角等于入射角;(2)透明的玻璃板;等大;不再重合;相同

【解析】

試題分析:

(1)探究“光的反射定律”的實驗過程,將一個平面鏡A垂直白紙放置,用激光手電貼著B照射到平面鏡上,則入射光線和其反射光線的徑跡同時在紙板上出現(xiàn).通過表格中的數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是反射角等于入射角;

(2)為了探究“平面鏡成像特點”,她將平面鏡換成了透明的 玻璃板,用透明的玻璃板代替平面鏡,雖然成像不太清晰,但是在物體一側(cè)能看到物體的像,同時還能看到代替物體的另一個物體;

選取兩支完全相同的蠟燭,當玻璃板后面的蠟燭和玻璃板前面的蠟燭的像完全重合時,便于比較物像大小關系.在實驗過程中,隨著蠟燭的燃燒變短,蠟燭的像與用來找像的蠟燭 不再重合,此時所成的像與物大小相同.

考點:光的反射定律,平面鏡成像的特點、原理、現(xiàn)象及其實驗方案

18.(1)將蠟燭靠近透鏡移動 靠近;(2)A、C.

【解析】

試題分析:(1)拿走眼鏡后,就是近視眼:像成在了視網(wǎng)膜的前方,只能看清近處的物體.要想成清晰的像,應減小物距.將蠟燭靠近透鏡移動,他不戴眼鏡看書,應該將書靠近眼睛.(2)近視眼是由于像成在了視網(wǎng)膜的前方,是A圖,近視要用凹透鏡來矯正,是C圖.

考點:近視眼的形成及配鏡

19.解:

【解析】略

20.(1)①___是 . ②___不能 ;(2) 把溫度計放在紅外線發(fā)生器與接收器之間,觀察溫度計示數(shù)變化,若示數(shù)明顯升高則說明有紅外線,反之則沒有紅外線。(做法合理即可) 。

【解析】

試題分析:紅外線屬于不可見光,在均勻的介質(zhì)中沿直線傳播;根據(jù)題意,可知紅外線是沿直線傳播的;當盜賊遮擋在AB間,即擋住紅外線,此時紅外接收器無法接收到紅外線,說明紅外線不能穿透人體;證明紅外線的存在可以通過把溫度計放在紅外線發(fā)生器與接收器之間,觀察溫度計示數(shù)變化,若示數(shù)明顯升高則說明有紅外線,反之則沒有紅外線。

第4篇:平面鏡成像原理范文

一、平面鏡

1.對平行光線的反射

平行光線射向平面鏡,反射光線仍是平行的并且只射向某一方向。如圖1A、B所示,這種反射叫鏡面反射。

2.對發(fā)散光線的反射

點光源發(fā)出的光線是發(fā)散光線,發(fā)光的小電珠可近似看作點光源,平時被照亮的物體發(fā)生漫射時可以當成無數(shù)點光源的組合。發(fā)散光線經(jīng)平面鏡反射后,仍是發(fā)散光線。如圖2所示,正因為是發(fā)散光線所以通過平面鏡看到的反射光線的范圍較廣。物體經(jīng)平面鏡成像的基理源于此。

3.對會聚光線的反射

所謂會聚光線系指光線在行進方向相互越來越靠近。譬如平行光線經(jīng)凸透鏡折射后從透鏡射出的光線,物體經(jīng)凸透鏡成實像時,從凸透鏡上出射的光線都是會聚光線。會聚光線經(jīng)平面鏡反射后的反射光線仍是會聚光線。如圖3所示,射向平行鏡的光線不同于物體漫反射的發(fā)散光線,所以會聚光線經(jīng)平面鏡反射后所成的像可以用光屏接收,即顯現(xiàn)實像,這跟物體經(jīng)平面鏡成像的基理不同,概括來說,前者是虛物成實像,后者是實物成虛像。我們教學中常用的投影儀中平面鏡的成像就是虛物成實像的典型案例。

總之,由于入射光線的類型不同,平面鏡反射光線同步有平行光線、發(fā)散光線、會

聚光線三種,但不論哪種情況,反射光線跟入射光線比較,光線之間“靠近”或“逃離”的程度相同,亦即相鄰兩條光線(或正面延長線)之間的夾角保持不變,表明平面鏡對光線既無會聚作用,也無發(fā)散作用,這跟曲面鏡不同,可見決定反射鏡對光線的作用,不是遵循的反射定律,而是反射面的性質(zhì),至于說成像的情況,反射光線是發(fā)散光線時,成虛像,反射光線是會聚光線時成實像,像的大小沒有變化。如果反射光線是平行光線的話,平面鏡不成像(不論是虛像還是實像)。

二、凸透鏡

凸透鏡對光有會聚作用,但不等于說經(jīng)凸透鏡折射后的光線一定是會聚光線。

1.對平行光線的折射

2.對發(fā)散光線的折射

如將點光源放在凸透鏡焦點外(u>F)、焦點上(u=F)、焦點內(nèi)(u

矯正遠視眼要配戴凸透鏡,實際上被觀察的物體光經(jīng)凸透鏡成虛像,其光路就是圖5C,由于出射光線的發(fā)散程度降低(相當增加物距),使圖5C中出射光線經(jīng)晶狀體折射后成像于視網(wǎng)膜上。

3.透鏡對會聚光線的折射

會聚光線經(jīng)凸透鏡折射后,折射光線仍是會聚光線,如圖6所示。出射光線的會聚程度較入射光線為大,成像過程為虛物成實像。近視眼患者戴上凸透鏡的眼鏡看不清遠處景物,可以從圖6見端倪。

三、凹透鏡

凹透鏡對光有發(fā)散作用,但也不等于說經(jīng)凹透鏡折射的光線一定是發(fā)散光線。

1.對平行光線的折射

2.對發(fā)散光線的折射

點光源發(fā)出的發(fā)散光線經(jīng)凹透鏡的折射后是發(fā)散程度更大的發(fā)散光線(相鄰兩束光線夾角增大),不論點光源的物距長短如何,都是這個結(jié)果。如圖8所示。所以物體經(jīng)凹透鏡或正立的縮小的虛像(在圖8中僅能看到像距小于物距,像是虛像,正立的縮小的特征不能表示出)。矯正近視要配戴凹透鏡,實際上是被觀察的物體,光經(jīng)凹透鏡成的虛像,使其離晶狀體的距離比實際的物體為近,該虛像經(jīng)晶狀體成實像于視網(wǎng)膜上。

3.對會聚光線的折射

根據(jù)會聚光線會聚程度的不同,又可分為三種情況。(1)會聚光線的延長線相交于凹透鏡焦點時,折射光線為平行光線。(2)會聚光線的延長線相交于虛焦點以內(nèi)

的一點時,折射光線為會聚光線。(3)會聚光線的延長線相交于虛焦點以外的一點時,折射光線為發(fā)散光線。這三種情況分別如圖9中A、B、C所示。然而可以肯定的是,由于凹透鏡的發(fā)散作用,出射光線的會聚程度都較入射光線的會聚程度變小,即較前遠離了主光軸。

本案例的第三種情況早在1609年就應用于伽利略自制的望遠鏡(蘇科版8年級上冊物理第四章第四節(jié)作了介紹),遠處物體射來的光線便經(jīng)物鏡(凸透鏡)成像后的會聚光線經(jīng)目鏡(凹透鏡)折射后成發(fā)散光線,最后成正立的虛像,像較物變近了,看上去大了、清晰了。

需要強調(diào)的是光路可逆原理適用于光發(fā)生反射或折射的全過程,本文中各附圖都可將出射光線的箭頭調(diào)節(jié)調(diào)向變成入射光線,將原入射光線的箭頭調(diào)向就成新的

入射光線。尤其要注意圖2跟圖3,圖4A跟圖5B,圖5C跟圖6,圖7跟圖9A,圖8跟圖9B,它們的“基圖”是同宗的。

總之,我們要辯證地分析平面鏡對光線無聚散作用,凸透鏡對光的會聚作用,凹透鏡對光的發(fā)散作用,要將出射光線跟入射光線作對比才能正確得出結(jié)論,不能只看表面不看實質(zhì),將會聚作用與會聚光線,發(fā)散作用與發(fā)散光線混為一談。同時實像一定由會聚光線形成,可以用光屏接收再用眼睛觀察,虛像由發(fā)散光線形成,可以用眼睛觀察,平行光線不能成像。除了實物成像外,還有虛物成像,所謂虛

第5篇:平面鏡成像原理范文

[關鍵詞]光干涉甲烷測定器;干涉條紋;常見問題

中圖分類號:TH744.45 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)17-0338-01

光干涉甲烷測定器是氣體成分定量分析的攜帶式儀器,也是一種光學儀器,每天都在煤礦井下使用,井下條件十分惡劣,因其使用頻繁,儀器很容易被振動和碰撞,保養(yǎng)不善,易出故障。結(jié)合近幾年的工作經(jīng)驗淺談一下光干涉甲烷y定器的干涉條紋常見故障及維修。為便于對該儀器在使用中存在問題的分析與處理,必須了解儀器的光學系統(tǒng),它的光學系統(tǒng)如圖1:

由光源1發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡2和狹縫3到達平面鏡4,再經(jīng)平面鏡的反射與折射通過空氣室5和甲烷室6產(chǎn)生干涉條紋,最后經(jīng)由折射棱鏡7與反射棱鏡8通過物鏡9,最后進入望遠鏡系統(tǒng)10,在分劃板上產(chǎn)生清晰明亮的干涉條紋。

在實際維修和使用中,理解測定器光干涉的原理、傳播的線路,對于日常工作的開展,能起到積極有效的作用。

一、光干涉條紋間距變化的產(chǎn)生

在測定器的內(nèi)部靠近光源的位置,有一塊光學元件平面鏡,這塊平面鏡我們通常稱為平行玻璃,平面鏡與其配套的底座固定在儀器本體上,光線通過聚光鏡后以45°的交角射向平面鏡,同時使鏡身向后傾斜約55′利用光的反射和折射原理產(chǎn)生兩條平行光束,達到光干涉的條件。

干涉條紋間距的寬度與平行光束的間距d、屏與狹縫的距離L有關,距離L默認為不變化;間距d會根據(jù)傾斜角55′的改變而變化,為使條紋間距寬度達到要求,平面鏡不得移動,一旦移動將使交角45°和傾斜角55′改變,光線反射后不能進入氣室或造成干涉條紋消失或干涉條紋寬窄發(fā)生變化。當平面鏡體和底座與儀器本體的傾角遠小于55′時,這時對甲烷氣室加壓,條紋間距變寬,無法讀數(shù)。如果傾角遠大于55′時,則條紋間距變窄,加壓則與前面相反,合理地減小或增大底座與本體的傾角,可調(diào)整條紋間距的寬度。

二、干涉條紋間距大小的確定

取量程為(0~10%)且氣室長度=120mm的甲烷測定器為例,在20℃、101325Pa時,可見光平均波長為0.00058mm,甲烷氣體折射率為1.000412,空氣折射率為1.000274,帶入公式(1)和(2)中,可知當k分別取……時,如將第一條干涉條紋(第一條亮紋)對準光干涉甲烷測定器分劃板中的零刻度線,則第二條干涉條紋對應甲烷含量為1.75%的刻度線,第三條干涉條紋對應甲烷含量為3.50%的刻度線,第四條干涉條紋對應甲烷含量為5.25%的刻度線,第五條干涉條紋對應甲烷含量為7.00%的刻度線。

在調(diào)校量程為(0~10%)測定器的基本誤差時,可參照上述原理,將第一條干涉條紋調(diào)至與分劃板零位刻度線重合,如第五條干涉條紋與7.00%的甲烷含量刻度線重合,則確定其示值誤差合格。

三、干涉條紋常見問題處理

通過對測定器光干涉原理分析理解,在調(diào)校光路過程中,干涉條紋在加壓后出現(xiàn)條紋向相反方向移動,則可判定平面鏡傾斜角向前,調(diào)整平面鏡傾斜角即可解決。改正條紋的傾斜可將折光棱鏡繞大面的法線旋轉(zhuǎn),因棱鏡的旋轉(zhuǎn),使兩條出射光線不但改變水平方向的分離量,同時亦改變了垂直方向的分離量,因而不但條紋的傾斜發(fā)生變化,亦改變了條紋的寬度。在修理條紋傾斜的儀器時,實際可以修磨折光棱鏡座的底面左、右方向磨),這樣可使棱鏡繞大面法線旋轉(zhuǎn)。然后再修磨平面鏡底座調(diào)正條紋寬度即可。

分劃板上成像不清晰或干涉條紋間的寬窄不符合要求,調(diào)節(jié)物鏡的前后位置改變成像距離L可在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)光干涉條紋之間的寬窄,向光來的方向移動可以使條紋間距變寬,反之移動條紋間距變窄,同時成像清晰度改變。

當氣樣室加壓后,干涉條紋顯得很不清晰,條紋顏色變成灰黃,亮度也明顯下降。出現(xiàn)這種情況有以下原因:(1)折光棱鏡座平行度不好;(2)平面鏡平行度不好,折光棱鏡90°不好;(3)光源燈泡表面不好;(4)氣室底墊高度不合適。根據(jù)上述原因可以逐項排除并由簡到繁的進行,找出具體原因后,可更換零件。氣室底墊高度不合適,如果底墊高,可在平臺上用水磨砂紙將它磨到合適為止或更換新氣室,如底墊低更換氣室即可。

通過對光干涉甲烷測定器原理的分析,能幫助我們解決有時難以處理但實際較常出現(xiàn)的問題,這些問題的處理,確保了測定器調(diào)校工作的順利完成。

四、結(jié)語

綜上所述,以上關于光干涉式甲烷測定器干涉條紋的基本概念,以及方法,是根據(jù)實踐經(jīng)驗得出,并且操作簡便、快速,是處理干涉條紋出現(xiàn)各種問題的有效解決方法。保證光干涉式甲烷測定器的數(shù)據(jù)準確,才能確保煤礦及時采取合適的方案應對瓦斯,保證礦井安全生產(chǎn)。

參考文獻

第6篇:平面鏡成像原理范文

1.提出問題;平面鏡成的是實像還是虛像?是放大的還是縮小的像?所成的像的位置是在什么地方?

2.猜想與假設;平面鏡成的是虛像.像的大小與物的大小相等.像與物分別是在平面鏡的兩側(cè).

3.制定計劃與設計方案;實驗原理是光的反射規(guī)律.

所需器材;蠟燭(兩只),平面鏡(能透光的),刻度尺,白紙,火柴,

實驗步驟;一,在桌面上平鋪一張16開的白紙,在白紙的中線上用鉛筆畫上一條直線,把平面鏡垂直立在這條直線上.

二.在平面鏡的一側(cè)點燃蠟燭,從這一側(cè)可以看到平面鏡中所成的點燃蠟燭的像,用不透光的紙遮擋平面鏡的背面,發(fā)現(xiàn)像仍然存在,說明光線并沒有透過平面鏡,因而證明平面鏡背后所成的像并不是實際光線的會聚,是虛像.三.拿下遮光紙,在平面鏡的背后放上一只未點燃的蠟燭,當所放蠟燭大小高度與點燃蠟燭的高度相等時,可以看到背后未點燃蠟燭也好像被點燃了.說明背后所成像的大小與物體的大小相等.

四.用鉛筆分別記下點燃蠟燭與未點燃蠟燭的位置,移開平面鏡和蠟燭,用刻度尺分別量出白紙上所作的記號,量出點燃蠟燭到平面鏡的距離和未點燃蠟燭(即像)到平面鏡的距離.比較兩個距離的大小.發(fā)現(xiàn)是相等的.

第7篇:平面鏡成像原理范文

關鍵詞:平面鏡成像 科學探究 點撥指導

中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)02(c)-0110-01

實施新課程以來,科學探究被納入課程標準的重要內(nèi)容,既是學生的學習目標,也是重要的教學方式,得到一線教師的高度重視和認可。但很長一段時間以來,也確實遇到諸多問題,常常感到困惑。比如:教學器材不足;實驗探究影響教學進度;能否用多媒體取代探究實驗等等。其中我感覺最大的問題還是對學生進行實驗時的組織和管理,即如何指導學生進行科學探究,提高探究效果?下面我以《平面鏡成像》一課為例,說明我在指導學生探究實驗時的一些思路和做法,與同行交流。

本節(jié)的重點內(nèi)容是通過科學探究了解平面鏡成像特點,難點是了解平面鏡成像的原理,知道平面鏡所成的像是虛像。為了突出重點,突破難點,我這樣設計本節(jié)教學流程。

1 引入新課

出示一面較大的鏡子,和同學們一起玩“照鏡子”的游戲,邊游戲,邊說明:我們經(jīng)常照鏡子,在鏡子中會看到一個一模一樣的自己。鏡子中的“自己”是我們的像,那么平面鏡成像有什么特點?為什么會成像?本節(jié)課我們一起來進行探究學習。這樣設計目的是:由學生熟知的生活現(xiàn)象入手,讓他們感受到物理知識就在身邊,激發(fā)他們的探索興趣,明確學習任務。

2 組織探究

組織探究不等于直接放手讓學生操作。而是由問題入手,讓學生明確探究目的,理清基本探究思路。具體環(huán)節(jié)如下。

2.1 提出問題

根據(jù)剛才我們照鏡子的感受及生活經(jīng)驗,你發(fā)現(xiàn)平面鏡成像的大小、位置跟物體的大小、位置變化有什么關系呢?

2.2 學生經(jīng)過討論、歸納提出猜想

(1)像與物左右相反;(2)物體離平面鏡越近像越大;(3)像與物到平面鏡的距離相等。

大家的猜想豐富多彩,教師及時給予鼓勵并說明:由于時間所限,本節(jié)我們主要探究平面鏡所成的像與物到鏡面的距離關系;像與物的大小關系,使學生明確探究目標。

2.3 設計實驗

圍繞探究目標,引導學生設計實驗方案。實驗器材:平面鏡,兩支相同的蠟燭,火柴,玻璃板,刻度尺,白紙。然后師生共同討論器材的作用及選擇:(1)既有玻璃板又有平面鏡,選擇哪一個?(2)兩支相同的蠟燭有什么作用?(3)學生帶著這些問題閱讀教材,明確以下問題:第一,如何確定像的位置?把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面,再拿另一支未點燃的蠟燭放在成像的位置,直到看上去與像完全重合,這個位置就是像的位置。第二,怎樣判斷后面的蠟燭與像已經(jīng)完全重合?在玻璃板的前面左右移動頭部,直到從不同位置看起來后面的蠟燭和像完全重合為止。在學生閱讀過程中會獨立解決這些問題。第三,實驗時,為什么要用玻璃板而不用平面鏡?教師提示學生動手操作,分別去確定平面鏡和玻璃板中像的位置。實驗過程中學生會發(fā)現(xiàn),看不到平面鏡后面的蠟燭,無法知道它是否與像完全重合,所以不用平面鏡。而使用玻璃板成像時,可以看到后面的蠟燭是否與像完全重合,所以使用玻璃板。第四,引導學生:多次實驗,使結(jié)論具有普遍性,從而培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。

通過討論,歸納出基本操作步驟。

2.4 進行實驗

實驗前教師應強調(diào)操作要領:玻璃板一定要豎直放置,且注意輕拿輕放?;咎骄浚罕WC大多數(shù)學生都能自主完成:確定像的位置;觀察像的大??;測量像與物到鏡面的距離。教師要注意巡視,隨時發(fā)現(xiàn)操作中存在的問題,并及時糾正。也可能會發(fā)現(xiàn)一些有創(chuàng)新性的操作,要給予鼓勵,并在評估交流中向大家進行推薦,討論,培養(yǎng)同學們的創(chuàng)新性思維。展示各學生小組的實驗記錄和數(shù)據(jù),各小組派代表分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論。即:(1)像與物大小相同,像與物到鏡面距離相等,像與物的連線與鏡面垂直。(2)深入探究:關于虛像的認識:觀察到像后,在鏡子后面放一張白紙,紙上會出現(xiàn)物體的像嗎?這種不能用白紙(相當于光屏)來呈接的像我們稱之為虛像,先讓學生對虛像有初步的認識。

2.5 歸納實驗結(jié)論

像與物大小相同,像與物到鏡面距離相等,像與物的連線與鏡面垂直,平面鏡所成的像是虛像。

2.6 交流評估

你在實驗中遇到哪些問題?鼓勵有創(chuàng)意的實驗操作。

3 課后反思

長期以來,實驗教學最令我們頭痛的問題是:學生實驗時由于好奇和興奮,總是急于操作,常常忽略很重要的細節(jié)問題,導致實驗目的不明確,過程不順利,表面熱熱鬧鬧,吵吵嚷嚷,實際收獲甚少,也給教學組織和管理造成障礙,導致有的教師畏懼探究實驗,用演示代替分組探究,或用多媒體課件進行模擬實驗,這樣做違背了新課標的初衷,與新課程改革背道而馳。

為避免以上問題,提高實驗探究的有效性,我認為可以采取以下措施。

3.1 精心設計教學環(huán)節(jié)

從教學情境的創(chuàng)設入手,思考課堂上需要提出哪些問題引導學生思考?如探究物質(zhì)種類與吸收熱量的關系實驗,教師提出:所選用的兩杯液體應滿足什么條件?實驗中應觀察比較的是什么?這樣有利于啟發(fā)學生思考,使他們明確選擇器材的理由,實驗操作的方法及原因,從而培養(yǎng)學生良好的思維和實驗習慣。

引導學生充分討論,大膽猜想:提出問題之后,引導學生合理猜想,但猜想不是一帶而過,可有可無,要對學生的猜想充分歸類,篩選,使他們弄清楚哪些猜想與提出問題緊密相關,怎樣圍繞問題進行猜想。這些都在引導學生形成正確的思維方式,也為后面的實驗操作提供明確的思路,提高探究效率。

保證足夠時間,充分思考:實驗過程不僅是動手操作的過程,更重要的要動腦思考,不要忙于完成實驗操作,急于得出結(jié)論,而要引導學生明確每一步的意義及相互關系,促進學生形成良好的思維習慣,總結(jié)實驗方法。

3.2 點撥到位,保證實驗效果

實驗過程中,學生難免會遇到各種各樣的問題,教師應巡視了解他們操作情況,針對問題及時點撥,使他們明確存在偏差的原因,及時調(diào)整,而不是絕對放手,毫無目的地進行無意義的探究。

3.3 循序漸進,以培養(yǎng)能力為最終目標

科學探究是一個循序漸進的過程,要根據(jù)學生的年齡特點,生活經(jīng)驗,學習能力及思維基礎,努力培養(yǎng)他們的科學態(tài)度,創(chuàng)新精神,養(yǎng)成良好的實驗習慣,使他們更多地體驗到科探究的樂趣,增強學習興趣。因此,我們在教學中不斷總結(jié),不斷反思,轉(zhuǎn)變觀念,糾正教學中的偏差,完善實驗教學,提高教學效果。

參考文獻

[1] 楊寶山.課程標準2011導讀與教學實施[M].北京:北京理工大學出版社,2012,6.

[2] 賈慧清.科學探究中存在的問題[M].全國教師繼續(xù)教育網(wǎng)講座.

第8篇:平面鏡成像原理范文

關鍵詞:遷移;光學;幻燈機;凸透鏡;平面鏡;參照物

遷移,即一種學習對另一種學習的影響,它廣泛地存在于知識、技能、態(tài)度和行為規(guī)范的學習中??茖W教育應注重學生學習過程中對已有知識的遷移,拓展思維深度、提升思想高度、延伸思維廣度、增加思維速度。下面是我在教學中針對學生的問題應用知識遷移來解決的兩個實例。

實例1:

我們知道,平面鏡成像是光的反射形成的虛像,反射光線是發(fā)散的,并不會聚,其反向延長線通過像點;而如果物體處于凸透鏡的一倍焦距和兩倍焦距之間時成倒立、放大的實像,折射光線是會聚的。學生問過我這么一個問題:“幻燈機的結(jié)構(gòu)中既有凸透鏡又有平面鏡,光線先經(jīng)過凸透鏡的折射再經(jīng)過平面鏡反射后是否能會聚呢?”當然,事實上是會聚的,否則不可能呈現(xiàn)在光屏上,但又如何解釋呢?下面這道題目可以給我們一點啟示。

例.如圖1a、b、c三條光線會聚于P點,若在a、b、c相交P點之前任意放一平面鏡,則( )

A.三條反射光線可能相交于一點,也可能不相交于一點

B.三條反射光線一定不會相交于一點

C.三條反射光線一定相交于一點

D.三條反射光線的延長線相交于鏡后的一點

此題通常采用如下思路解決:若平面鏡前有一點光源S,發(fā)出光線經(jīng)平面鏡反射,其反射光線反向延長線通過像點S′(如圖2)。那么,根據(jù)光路的可逆性原理,射向P點的光線,經(jīng)平面鏡反射其反射光線一定交于一點(如圖3)。

運用上題思路可以解決幻燈機的問題:

遷移:現(xiàn)有一點光源A處于凸透鏡一倍兩倍焦距之間時,它所發(fā)出的光線經(jīng)過凸透鏡折射后在兩倍焦距外聚焦于一點A′(如圖4),根據(jù)上述結(jié)論,在折射光線相交前放置一塊平面鏡反射,其反射光線也一定聚焦于一點(如圖5)。

這樣我們就可以解釋幻燈機中光線先經(jīng)過凸透鏡折射再經(jīng)過平面鏡反射后能夠會聚成實像。

實例2:

例.在利用光具座做“研究凸透鏡成像”的實驗時,某同學只能在光屏下邊緣看到一個殘缺的像,如果不改變凸透鏡和光屏的位置,只移動燭焰,欲使像移到光屏的中央,應將燭焰向____移。

凸透鏡成實像時,像是倒立的,所以當燭焰的像成在光屏下邊緣時,將燭焰向下調(diào)節(jié),燭焰的像向上移,能移到光屏的中央。

深入思考一下,要將像移到光屏中央,除了將燭焰向下調(diào)節(jié)之外還有哪些方法呢?還可以調(diào)節(jié)光屏或者凸透鏡,那么如何調(diào)節(jié)凸透鏡呢,向上調(diào)節(jié)還是向下調(diào)節(jié)?我們可以看到,當凸透鏡向上移動時,點光源S所成的實像S′向上移動(如圖6)。

所以向上調(diào)節(jié)凸透鏡也能將像移動到光屏中央。不過,對于這個問題我們還可以換個角度思考。

遷移:保持凸透鏡和光屏不動,向下調(diào)節(jié)燭焰可將燭焰的像向上移動到光屏中央,相當于以燭焰為參照物,向上調(diào)節(jié)凸透鏡,所以當燭焰不動,向上調(diào)節(jié)凸透鏡也能將像移動到光屏中央。

這樣,通過把力學中參照物的概念遷移到凸透鏡成像的學習中,就將調(diào)節(jié)燭焰和調(diào)節(jié)凸透鏡這兩種方法聯(lián)系起來了,這兩種方法在本質(zhì)上是相同的。運用類似的思想方法還可輕松解決下題。

例.在凸透鏡主軸上的一物點P,物距大于焦距,如果沿直徑對稱切除透鏡很小一部分,如圖7所示,再把上下半截透鏡向原主軸位置合攏,則成像情況和原來相比

( )

A.相同

B.成兩個像,上半截透鏡A成像點上移,下半截透鏡B成像點下移

C.不能成像

D.成兩個像,上半截透鏡A成像點下移,下半截透鏡B成像點上移

第9篇:平面鏡成像原理范文

一、根據(jù)光的直線傳播規(guī)律作圖

例1 如圖1所示,某同學用兩個硬紙筒探究小孔成像.請在圖1中作出蠟燭AB在屏上所成的像A′B′(要求標出A′、B′).

分析 由于小孔成像是光在空氣中沿直線傳播形成的,所以根據(jù)光的直線傳播知識可作出小孔成像的光路圖.

步驟 (1)連接AO和BO分別交屏于點A′和點B′;(2)然后連接A′B′,即為蠟燭AB在屏上所成的像A′B′.

答案 如圖2所示.

點撥 由于光在同一種均勻介質(zhì)中傳播的方向是直的,所以逆著光的傳播方向可以確定發(fā)光位置;順著光的傳播方向可以確定被光照亮的范圍或光斑大??;當光的傳播受阻后,利用光的直線傳播特性可以確定“影”的長短或區(qū)域.

二、根據(jù)光的反射定律作圖

例2 如圖3所示,有束入射光線AO經(jīng)平面鏡反射后沿OB的方向射出,請作出平面鏡的位置.

分析 根據(jù)光的反射定律可知,反射角等于入射角,故反射光線與入射光線的夾角的平分線是法線的位置,再過入射點作出法線的垂線,就是平面鏡所在的位置.

步驟 (1)先作出反射光線與入射光線的夾角∠AOB的平分線OE;(2)然后再過入射點O作法線OE的垂線,即為平面鏡的位置.

答案 如圖4所示.

點撥 根據(jù)反射定律作圖時首先得理解定律內(nèi)容,完成的圖中應包括反射面、入射點、法線、入射光線及反射光線等基本作圖元素,且入射光線與反射光線關于法線是對稱的,只是所標注的表示光線傳播方向的箭頭指向有所不同.需要注意的是此種方法作圖所用線條種類較多:用帶箭頭的實線表示入射光線或反射光線,用虛線表示法線,實線(一旁標上短斜平行線)表示反射面.

三、根據(jù)平面鏡成像特點作圖

例3 如圖5所示,一圓形蓄水池裝滿水,水面與地面相平,在池的中心正上方B處懸掛著一盞燈,一人站在岸邊,設A處為人眼,作出燈發(fā)出的光經(jīng)水面反射后進入人眼的反射光線.(保留輔助線)

分析 題中沒有一條光線,乍看無從下手.其實,假如我們在A點向平靜的水面(相當于平面鏡)觀察,就會感覺到光是由水面(平面鏡)下的光源沿直線射出來的.所以根據(jù)平面鏡成像特點,可先找到光源在鏡中的虛像,由此虛光源“射出的光”總有一根是過A點的,這就方便地確定了由光源B射出,過A點的反射光線.

步驟 (1)過光源B點作關于水面的對稱點B′(即像點);(2)連接B′A,交水面于O點,再連接BO,標上箭頭,即作出相應的反射光線和入射光線.

答案 如圖6所示.

例4 在圖7中,根據(jù)平面鏡成像特點,畫出物體MN的像M′N′.

分析 平面鏡成像的特點是像與物到平面鏡的距離相等,像與物的連線與鏡面垂直,像與物大小相等、左右相反,即像與物關于平面鏡對稱.根據(jù)平面鏡成像的對稱性,作出兩個端點M、N的像點,連接像點即為物體MN在平面鏡中的像.

步驟 (1)作端點M關于平面鏡的對稱點M′即為像點;(2)作端點N關于平面鏡的對稱點N′即為像點;(3)連結(jié)M′N′,即為物體MN在平面鏡中所成的像.

答案 如圖8所示.

點撥 平面鏡成像作圖的方法是根據(jù)平面鏡成像特點進行的.由于像與物關于平面鏡是對稱的,所以可以通過對稱作圖的方法確定物體在平面鏡中所成虛像的位置.需要注意的是此種方法作圖不涉及任何光線,所以作圖所用線條都不帶箭頭,有時在虛像上標注的箭頭僅為了表示像與物的正、倒關系;此外為區(qū)分像的虛實,規(guī)定用虛線表示虛像.

四、根據(jù)光的折射規(guī)律作圖

例5 如圖9所示,一束光射向一塊玻璃磚,畫出這束光線進入玻璃磚和離開玻璃磚后的徑跡(注意標出法線).

分析 入射光線AO通過玻璃磚在玻璃磚的上、下兩個表面都會發(fā)生折射.由于玻璃磚的上下表面是平行的,因此圖10中的∠2=∠3,即光由空氣斜射入玻璃磚時的折射角(∠2)等于光由玻璃磚斜射入空氣時的入射角(∠3).根據(jù)光路的可逆性可知,此時光由玻璃磚斜射入空氣的折射角(∠4)應等于光由空氣斜射入玻璃磚時的入射角(∠1),即最終的折射光線O′B應平行于原入射光線AO.

步驟 (1)根據(jù)入射光線AO確定入射點O;(2)過入射點O作玻璃表面的垂線即法線NN′;(3)根據(jù)光從空氣斜射入玻璃中時折射角小于入射角,作出折射光線OO′;(4)由光線OO′斜射入空氣中確定入射點O′;(5)過入射點O′作玻璃表面的垂線即法線MM′;(6)作平行與原入射光線AO的光線O′B,即為最終的折射光線.

答案 如圖10所示.

例6 如圖11所示,暗室內(nèi)有一盛水的水槽,水槽上方一激光束入射到平面鏡(圖中未畫出)上的O點,光束經(jīng)平面鏡反射后照射到水槽中的B點.請畫出平面鏡并作出光從O點傳播到B點的光路圖.

分析 根據(jù)光從空氣斜射入水中,折射光線偏向法線方向,折射角小于入射角,在水所成的虛像在物體的上方,連接虛像與反射點,從而確定光從空氣斜射入水中時的入射點.再根據(jù)反射光線和入射光線的夾角平分線可畫出法線,然后由法線垂直于平面鏡,來確定平面鏡的位置.

步驟 (1)在B點的正上方找一點B′,連接OB′與界面的交點,即為反射光線射到水面的入射點D;(2)作∠COD的角平分線即為法線,然后作法線的垂線即為平面鏡的位置,連接DB即為光從O點傳播到B點的光路圖.

答案 如圖12所示.

點撥 根據(jù)光的折射規(guī)律作光的折射光路圖時,應先在入射點作出法線(虛線),然后根據(jù)折射角與入射角的關系作出入射光線或折射光線.當光發(fā)生折射時,注意是處于空氣中的那個角度較大.

五、根據(jù)透鏡對光的作用作圖

例7 如圖13所示,SA、SB是光源S發(fā)出的兩條光線.其中SA平行于主光軸,SB過左焦點,請畫出這兩條光線通過凸透鏡后的出射光線(注意標出箭頭方向).

分析 本題是依據(jù)凸透鏡對光線的作用作圖.關于凸透鏡的作圖主要抓住三條特殊光線:①平行于主光軸的光線折射后會聚于焦點;②通過光心的光線傳播方向不改變;③通過焦點的光線折射后平行于主光軸射出.

步驟 (1)作平行于主光軸的光線SA經(jīng)過凸透鏡折射后會聚于焦點F;(2)通過焦點F的光線SB經(jīng)過凸透鏡折射后平行于主光軸射出.

答案 如圖14所示.

例8 如圖15所示,作出光線通過凹透鏡的光路(保留必要的作圖痕跡).

分析 本題是依據(jù)凹透鏡對光線的作用作圖.關于凹透鏡的作圖主要抓住三條特殊光線:①平行于主光軸的光線折射后其反向延長線通過虛焦點;②射向另一側(cè)虛焦點的光線平行于主光軸射出;③通過光心的光線傳播方向不變.

步驟 入射光線平行于主光軸,則經(jīng)凹透鏡折射后折射光線反向延長通過虛焦點F.

答案 如圖16所示.

點撥 在作透過透鏡的三條特殊光線作圖的規(guī)律是:過光心的光線傳播方向不變;平行于主軸的光線經(jīng)凸(或凹)透鏡后過實焦點(或虛焦點);過實焦點(或另一側(cè)虛焦點)的光線經(jīng)凸(或凹)透鏡后平行于主軸.

五、根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律作圖

例9 如圖17所示,MN為凸透鏡的主光軸,A為蠟燭,A′為蠟燭在光屏上所成的像,根據(jù)凸透鏡成像原理確定凸透鏡的位置及其焦點,并將它們畫出來.

分析 因為經(jīng)過光心的光線,經(jīng)凸透鏡折射后,不改變方向,可連接物和像與主光軸的交點即為凸透鏡的光心位置.由于平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡折射后會聚于凸透鏡的焦點,依據(jù)此規(guī)律可作出焦點.

步驟 (1)連接燭焰頂端C和燭焰頂端的像D與主光軸MN的交點O即為光心;(2)在光心O的位置作出凸透鏡的位置;(3)然后過燭焰頂端C做平行于主軸的光線CB交凸透鏡于B,連接BD交主光軸MN于F點,F(xiàn)點即為凸透鏡的焦點.

答案 如圖18所示.

例10 如圖19所示,CC′為凸透鏡的主光軸,S′為點光源S的像,用作圖法確定凸透鏡的位置和凸透鏡的焦點.(作出一個焦點即可)

分析 虛像是由折射光線的反向延長線相交而成的,由S發(fā)出的經(jīng)過光心的光線也不例外.所以,S′S連線與主光軸的交點就是凸透鏡的光心,從而確定凸透鏡的位置.而平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡折射后會聚于凸透鏡的焦點,依據(jù)此規(guī)律可作出焦點.

步驟 (1)將S′S連接并延長與主光軸相交于凸透鏡的光心O點,作出凸透鏡;(2)從S點作出與主光軸平行的入射光線交凸透鏡于E點,連接S′E并延長與主光軸相交于點F,即為凸透鏡的焦點.