路玉萍
摘 要:平面鏡成像問題難度中等,但是出錯(cuò)率很高.有的同學(xué)是因?yàn)椴磺宄坝啊焙汀跋瘛钡膮^(qū)別,在理解和回答問題的時(shí)候出錯(cuò);有的是對(duì)成像規(guī)律理解不透徹出錯(cuò);有些同學(xué)是解題不規(guī)范被扣分.本文中不易出錯(cuò)點(diǎn)做個(gè)總結(jié),希望能幫助大家.
關(guān)鍵詞:平面鏡;影像;平面鏡成像規(guī)律
初中物理光學(xué)部分中,平面鏡成像是重點(diǎn)之一,每年在各地中考題中都會(huì)出現(xiàn).平面鏡成像問題難度中等,但是出錯(cuò)率很挺高,現(xiàn)在把相關(guān)這一部分內(nèi)容的典型考題,易錯(cuò)問題梳理如下.
經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有好多同學(xué)不清楚“影”和“像”的區(qū)別,在理解和回答問題的時(shí)候,思維混亂,做題表述不準(zhǔn)確,出現(xiàn)錯(cuò)誤.物理學(xué)中的影,指的是光在傳播過程中遇到不透明物體時(shí),在背光面的后方形成沒有光線到達(dá)的黑暗區(qū)域,稱為不透明物體的影,比如手影、影子.“像”是由于光的直線傳播(如小孔成像)、光的反射(如平面鏡成像)或光的折射(如凸透鏡成像)而出現(xiàn)的光現(xiàn)象,由實(shí)際光會(huì)聚而成的是實(shí)像,由光的反向延長相交而成的稱為虛像.所以“影”和“像”二者有本質(zhì)的不同.
1 考查平面鏡成像的原理
平面鏡成像的原理是光的反射定律.有些題目就是考察成像原理的,理解透徹解決相關(guān)問題就容易了.
例1 (2014·泰安)湖邊的路燈距湖面高3m,湖水深7m,映在平靜湖水中燈的“倒影”距離湖面m.
平靜的湖水面相當(dāng)于平面鏡,燈在湖水面上成虛像,燈和燈的像到水面的距離相等,燈到水面距離是3m,所以燈的像到水面的距離也是3m.
在這里,一定要強(qiáng)調(diào)的是“面”,只要有反射光的平整且光滑的“面”,那么它的深淺與成像是無關(guān)的,鏡面的后方有什么,也不會(huì)影響成像,比如下面這道題:
例2 小明同學(xué)站在平面鏡前3m處,他的像到小明的距離是m;現(xiàn)將一塊和平面鏡一般大的木板放在鏡子后面lm處,這時(shí)他(填“仍能”或“不能”)在鏡中看到自己的像.
根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn),像和物體到平面鏡的距離相等,所以第一個(gè)填6m.第二問是容易出錯(cuò)的,很多同學(xué)會(huì)填“不能”.由于平面鏡成像的原理是鏡面反射的光,在鏡面后放置物體擋不住反射光,是不影響成像的,所以將木板放在鏡子后面,他仍能在鏡中看到自己的像.
2 對(duì)平面鏡成像特點(diǎn)的考查
平面鏡所成像的大小和物體的大小相等,像和物體到平鏡面的距離相等,像和物體的連線與鏡面垂直.總之,平面鏡成等大正立的虛像,像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱.
例3 (2015 自貢)一女同學(xué)從遠(yuǎn)處走近一直立的穿衣鏡(平面鏡)的過程中,她在鏡中的像的大小將 A、 逐漸變大; B、逐漸變小; C、不變; D、無法確定.
根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn),像和物的大小,總是相等的.無論物體與平面鏡的距離如何變化,它在平面鏡中所成的像的大小始終不變.但由于人在觀察物體時(shí)都有“近大遠(yuǎn)小”的感覺,當(dāng)人走向平面鏡時(shí),視覺確實(shí)覺得像在“變大”,這是由于人眼觀察到的物體的大小,與“視角”密切相關(guān).從人眼向被觀察物體的兩端各引一條直線,這兩條直線的夾角即為“視角”,如果視角大,人就會(huì)認(rèn)為物體大,視角小,人就會(huì)認(rèn)為物體小.當(dāng)人向平面鏡走近時(shí),像與人的距離小了,人觀察物體的視角也就增大了,因此所看到的像也就感覺變大了,但實(shí)際上像與人的大小始終是相等的.所以本題選擇C.
例4 (2015 益陽)下圖中能正確表示小丑在平面鏡中成像的是
平面鏡成的像與物體等大,又關(guān)于鏡面對(duì)稱,所以人成的像和物看起來是左右相反的,所以選擇D.解決這種問題,還有一個(gè)好辦法,就是把圖沿著鏡面折疊,像與物能重合的就是對(duì)的,充分利用像與物體關(guān)于鏡面對(duì)稱這一點(diǎn).
3 實(shí)驗(yàn)類問題
實(shí)驗(yàn)類的考題,一般是綜合考查實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、結(jié)論應(yīng)用等,相對(duì)于前兩類問題,難度稍大,但是實(shí)驗(yàn)題的考察點(diǎn)和設(shè)問方式比較固定,平時(shí)只要用心做練習(xí)就行.
例5 (2015 泉州)小麗同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做探究“平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn):
(1)如果有5mm厚和2mm厚的兩塊玻璃板,應(yīng)選擇mm厚的玻璃板做實(shí)驗(yàn),用兩段相同的蠟燭是為了比較像與物的關(guān)系.
(2)在實(shí)驗(yàn)過程中,小麗移動(dòng)蠟燭B,使它與蠟燭A的像完全重合,確定了的位置.為了研究平面鏡所成的像是實(shí)像還是虛像,小麗用光屏代替蠟燭B,她(選填“能”或“不能)用光屏接收到蠟燭A的像,由此說明平面鏡成的像是像.
(3)如果玻璃板沒有豎直放置,如圖乙所示,在實(shí)驗(yàn)過程中中會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是.
厚的玻璃板前后表面都會(huì)反射光成像,所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)像,所以選擇薄的效果好.該實(shí)驗(yàn)選用兩只相同的蠟燭,是為了比較像和物的大小關(guān)系,當(dāng)B與A的像完全重合,看起來也像B點(diǎn)燃了一樣,一方面說明像和物體等大,另一方面表示B就處在A的像的位置上,我們就是用B來等效替代A的像的,如果玻璃板與桌面不垂直,無論在桌面上如何移動(dòng)B,都不會(huì)使它與A的像重合.由以上分析本題的答案也就明了了:(1)2; 大?。?)蠟燭A的像;不能;虛(3)蠟燭B不能與蠟燭A的像在豎直面內(nèi)重合.
4 平面鏡成像的作圖問題
例6 如圖3所示,已知平面鏡MN及兩條反射光線AB、CD,試確定發(fā)光點(diǎn)S的位置及在平面鏡中所成的像S′位置.
解決此題最好利用成像規(guī)律,不要用反射定律,用反射定律畫出來的位置不太準(zhǔn)確.具體步驟是①反向延長反射光線AB、CD交于一點(diǎn)S′,就是點(diǎn)光源S在平面鏡中成的像.②過S′向鏡面MN引垂線交于點(diǎn)O,使S′O=OS,點(diǎn)S就是點(diǎn)光源.③連接SA、SC就是兩條入射光線.如圖4所示:
例7 如圖5甲已知平面鏡前有一發(fā)光點(diǎn)S和一點(diǎn)A,如果使從S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后,經(jīng)過A點(diǎn),試確定像點(diǎn)S1的位置,并完成光路圖.
本題的做法是①過S向平面鏡MN引垂線并延長,與MN交于點(diǎn)O,使SO=S′O,S′即為像點(diǎn) .②連接S1A與鏡面MN交于點(diǎn)B,光線BA就是所求反射光線 .③連接SB,光線SB即為入射光線如圖5乙.
還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),光線的反向延長線和對(duì)稱線要用虛線.
以上分析與總結(jié),期望能對(duì)老師和同學(xué)們的復(fù)習(xí)備考有所幫助.