物理八年级(全一册)第三章 光的世界第二节 探究:平面镜成像的特点获奖ppt课件
展开探究平面镜成像的特点后,你就会知道其中的道理了。
1 知道平面镜成像的特点及应用。(物理观念)2 在探究平面镜成像特点的实验中能主动操作,能用自己的语言对实验现象作出总结。(科学探究)3 能在实际中应用光的反射現象和平面镜成像的特点,初步了解实像与虚像的区别。(科学思维)
第二节 探究:平面镜成像的特点
1 学习新课2 课堂总结3 课后作业全解4 综合提升训练
表面平整光滑的镜面叫做平面镜。平静的湖面类似平面镜,水中的“桥”就是湖面上桥的像。那么,平面镜成像时,像与物有什么关系?仔细观察此图,有同学可能猜想平面镜成像时像与物大小一样,这种看法正确吗?你还有哪些猜想呢?下面,我们通过实验探究平面镜成像的特点。
一、实验:探究平面镜成像的特点
【实验目的】1. 探究平面镜成像的特点。2. 体会什么是虚像。【实验器材】两支相同的蜡烛、玻璃板、玻璃板支架、纸、光屏、刻度尺及火柴。
2. 探究平面镜成像的特点
(2)为了能在实验中找到像的位置,一定要用玻璃板代替平面镜。在记录像和物的位置时, 一定要找到像与物的对称点位置。玻璃板一定要竖直立在白纸上。
【实验设计】(1)取一块大的平面镜, 观察自己在平面镜中所成的像的位置、 像的大小、 当人向前或向后运动时像如何变化。 根据这些观察设计实验, 取一支蜡烛作为物体, 另一支蜡烛作为像, 并用一块玻璃板代替平面镜进行实验。 实验时为了寻找普遍规律, 一定要改变物体的位置进行多次实验.
【实验步骤】 1. 将纸平铺在水平桌面上,玻璃板垂直架在纸上,在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察另一侧蜡烛的像(图a所示)。2. 再把光屏放到像的位置,直接(不透过玻璃板)观察光屏上有无蜡烛的像。3. 把另一支形状相同且未点燃的蜡烛放到像的位置并与像重合(未点燃的蜡烛看起来也有了烛焰),由此比较点燃蜡烛的像的大小、正倒与蜡烛本身是否一致(图b所示)。
4. 在纸上描出蜡烛、玻璃板和蜡烛的像的位置,并用直线连接蜡烛和蜡烛的像所在的位置,量出直线与玻璃板的夹角,用刻度尺分别量出蜡烛和像到玻璃板的距离(图c所示)。5. 改变点燃的蜡烛的位置,重复实验。
【分析论证】(1)分析实验步骤2,把光屏放到像的位置,直接(不透过玻璃板)观察光屏上无蜡烛的像。说明:平面镜所成的像是虚像。
(2)分析实验步骤3,把另一支形状相同且未点燃的蜡烛放到像的位置并与像重合(未点燃的蜡烛看起来也有了烛焰),由此比较点燃蜡烛的像的大小、正倒与蜡烛本身一致。说明:平面镜所成像的大小与物体的大小相等。(3)分析实验步骤4,在纸上描出蜡烛、玻璃板和蜡烛的像的位置,并用直线连接蜡烛和蜡烛的像所在的位置,量出直线与玻璃板的夹角,用刻度尺分别量出蜡烛和像到玻璃板的距离。说明:像与物的连线与镜面垂直;像和物体到平面镜的距离相等。
物体通过平面镜所成的像是正立的虚像。像与物体的大小相同,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,像与物体的连线与平面镜垂直,即像与物体关于平面镜对称。
实验结论:平面镜成像的特点
视频演示——《平面镜成像的特点》
【反思交流】(1)实验中若玻璃板与水平桌面不垂直,会观察到什么现象?试试用实验验证你的猜想。【解析】玻璃板与桌面不垂直,会造成像不在水平桌面上,无法与后面的蜡烛重合。(2)小红在实验的过程中, 发现玻璃板后面出现了两个像, 原因可能是什么?【解析】因为玻璃板有一定的厚度,有两个反射面都能成像。
(3)为什么准备两支完全一样的蜡烛? 【解析】比较像和物的大小关系,这是一种研究方法—等效替代法。
(4)为什么用透明薄玻璃板而不用平面镜?【解析】用平面镜不能确定像的位置,而用玻璃板既可以成像,又可以确定像的位置。
在上面的实验中,平面镜后面并没有点燃的蜡烛,但是,我们却看到平面镜后面好像有烛焰。这是为什么?(1)人的视觉经验我们看到物体是因为物体发出的光射入眼睛。人的眼睛是根据光线直进的经验来判断物体位置的。
因为平面镜将光源S的光反射进了人的眼睛里,引起视觉。 由于有光沿直线传播的经验,人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S ′处发出的。 S ′就是S在平面镜中的虚像。
物理学中把能呈现在光屏上的像称为实像,不能在光屏上呈现、只能用眼睛直接看到的像称为虚像。
(4)实像与虚像的区别
由实际光线的反向延长线会聚而成
能用光屏承接人眼可以直接看到
不能用光屏承接,人眼通过光学器件才能看到
4. 平面镜成像作图方法
现以确定发光点S的像S'为例,分别用以下两种方法作图。(1)方法一:根据平面镜成像原理作图一光的反射①从发光点S任意引两条光线射到平面镜上;②分别作出两条入射光线的法线,并标记垂直符号;③根据反射角等于入射角分别作出两条入射光线的反射光线;④作两条反射光线的反向延长线,相交于点S',S'即为发光点S的像,如图所示。
(2)方法二:根据平面镜成像特点作图(对称法)
说明:法线、像与物连线要用虚线;像与物要对称。
步骤:①做垂线; ②画垂足; ③量等距; ④画像点。
如图所示,过S点作平面镜的垂线,交平面镜于O点,标记垂直符号;在延长线上取一点S′,使S′O=OS,S′即为S的像。
【例题1】利用如图示的装置,探究平面镜成像的特点,下列说法错误的是( )A.用玻璃板代替平面镜、成像更清晰B.使用相同的蜡烛A、B,目的是比较像与物的大小C.将蜡烛A远离玻璃板,它所成的像的大小不变D.将光屏放到像的位置,光屏上不能承接到像
A.用透明的玻璃板代替平面镜,在蜡烛A一侧能看到A的像,同时还能看到蜡烛B,便于确定像的位置;但由于光的折射,会减少进眼睛的反射光,看到的像清晰度会比用平面镜时差。A错误,符合题意;B.选择大小相同的蜡烛A、B,是为了比较像与物的大小关系,故B正确,不符合题意;
C.平面镜成的像和物体大小相等,因此若蜡烛A远离玻璃板,则蜡烛A的像大小不变,故C正确,不符合题意;D.物体在平面镜中成虚像,将光屏放到像的位置,光屏上不能承接到像,故D正确,不符题意。 故选A。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要目的是______________;(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明像与物的大小______;(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,发现光屏上无法呈现蜡烛的像,这说明平面镜成______像;(4)为了让右侧的同学也能够看清蜡烛的像,只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置_____(选填“向右移动”、“向左移动”或“不变”)。
【例题2】在“探究平面镜成像的特点”实验时,所用的实验器材有带底座的玻璃板、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。
(1)选用玻璃板代替平面镜,是因为玻璃板透明,不但可以成像,还能看到蜡烛B,便于确定像的位置。(2)蜡烛B与蜡烛A大小相等,移动蜡烛B,能与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像和物大小相等。(3)平面镜所成的像是虚像,是由于光的反射形成的,不能用光屏承接。(4)平面镜所成的像和物关于平面镜对称。蜡烛不动,只将玻璃板向右平移,对称轴不变,则蜡烛的像位置不变。
①作图痕迹要保留;②辅助线用虚线画;③虚像也用虚线画;④垂直符号要标明。
【例题3】根据平面镜成像的特点画出AB在平面镜中的像.
平面镜成像作图的注意事项:
平面镜成像的特点不仅可用来解释自然现象,还在生产生活中有不少的应用。1. 平面镜成像“以铜为镜,可以正衣冠”,从古至今,平面镜都是人们生活的常用品。古人利用铜的光滑表面制作各式各样的铜镜,为我们留下了珍贵的铜镜文物。铜镜一般由含锡量较高的青铜铸造,正面磨砺光亮作为镜面,其成像原理与当今背面镀银或铝的玻璃平面镜成像原理一样。
现代生活中各式各样的镜子也普遍利用了平面镜成像的特点。如,牙医用平面镜检查牙齿;视力检查利用平面镜,使得在空间有限的条件下也能达到标准检查距离;房间用平面镜使空间看起来更宽敞。
(1)潜望镜潜望镜是指从海面下伸出海面,用以窥探海面上活动的装置。其构造与普通地上望远镜相同,但另加两个平面镜使物光经两次反射而折向眼中。潜望镜常用于潜水艇、坦克内用以观察敌情。
2. 利用平面镜改变光的传播路径
(2)塔式太阳能电站塔式太阳能电站,它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜,通常称为定日镜,每台都各自配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。
在这里把吸收的太阳光能转化成热能,再将热能传给工质,膨胀做工,带动发电机,最后输出电能。
3. 光污染人们在生产和生活中越来越多地利用镜子。但是,如果镜子使用不当,也可能造成不良后果。例如,城市里的许多大楼采用玻璃幕墙进行室外装潢,这样会造成一定程度的“光污染”。
【例题4】下列实例中不属于平面镜应用的是( ) A.演员利用平面镜观察和矫正舞姿B.超市里利用平面镜扩大视觉空间C.夜间行车时,车内的景物通过挡风玻璃成像D.潜水艇上用潜望镜观察水面上的情况
A.舞蹈演员用镜子矫正自己的舞姿,属于平面镜的应用;B.超市里利用平面镜扩大视觉空间,属于平面镜的应用;C.小轿车的前挡风玻璃倾斜安装,是为了夜间行车时,将车内的景物在挡风玻璃所成的像与外面的景物区别开,属于防止平面镜成像带来的危害;D.潜望镜是两块平面镜,利用潜望镜观察海面上的情况,属于平面镜的应用。
【例题5】如图甲所示,医生给病人检查口腔时,借助镜子可以观察到牙齿的背面,说明平面镜可以改变光的_________ 。医生为了看的得更清楚应将灯光照亮________(选填“平面镜”或“牙齿)。请你在图乙中画出人眼看到平面镜中“牙齿”的光路图,保留作图痕迹。
借助镜子可观察到牙齿背面,说明光的传播方向发生了变化,可知平面镜可以改变光的传播方向。平面镜成像的原理是光的反射,牙齿背面的像和牙齿背面关于镜面对称,则医生为了看的得更清楚应将灯光照亮牙齿。
先作出牙齿A关于平面镜的对称点A',即像的位置,连接像A'和眼睛B与平面镜交于O点,即为入射点,连接AO为入射光线,OB为反射光线,如图所示。
生活中有时见到的镜面是弯曲的,如凸面镜和凹面镜,它们统称为曲面镜。曲面镜也是利用光的反射定律成像的。1. 凸面镜的特点及应用 (1)凸面镜的表面是凸起的,当光线射到凸面镜后,反射光线要向外发散开来,对光线有发散的作用。
科学书屋 曲面镜及其应用
(2)凸面镜的应用 汽车的后视镜和街头路口的反光镜都是凸面镜,凸面镜能起到扩大视野的作用。
2. 凹面镜的特点及应用 (1)凹面镜的表面是凹进去的,能够会聚光线。
当平行光线射到凹面镜后,光会聚于一点(叫焦点)
利用光的可逆性可将焦点发出的光变为平行光
(2)凹面镜的应用 汽车前灯的反光装置、利用凹面制成的太阳灶等。
【例题6】2022年第24届冬奥会在北京召开。如甲图所示是奥运会圣火采集装置,它是利用______(选填“凹”“凸”或“平”)面镜对光具有______作用制成的;乙图所示,在道路的急拐弯处都装上了______(选填“凹”“凸”或“平”)面镜,以减少事故的发生。
奥运会圣火采集装置为凹面镜,它是利用凹面镜对光具有会聚作用制成的;太阳光照射到凹面镜后会聚于一点,此点温度较高能点燃火炬。
在道路的急拐弯处都装上了凸面镜,凸面镜对光线有发散作用,可以扩大视野,以减少事故的发生。
探究:平面镜成像的特点
①物体通过平面镜所成的像是正立的虚像。②像与物体的大小相同,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距相离等,像与物体的连线与平面镜垂直。 即像与物体关于平面镜对称。①利用平面镜成像;②利用平面镜改变光的传播路径。①凸面镜:对光有发散作用,可扩大视野;②凹面镜:对光有会聚作用,太阳灶、汽车前灯。
1.请完成“探究平面镜成像的特点”的实验报告,并在实验报告中说明你收集的证据是怎样支持实验结论的。
参见课本第68页⁓69页。
2.某人站在平面镜前。当他走近平面镜时,请选出下列说法中正确的选项并说明理由。A. 他的像变大,像与人之间的距离变小B. 他的像变大,像与人之间的距离变大C. 他的像大小不变,像与人之间的距离变大D. 他的像大小不变,像与人之间的距离变小
平面镜成正立、等大的虚像,且像、物关于平面镜对称。故D选项正确。
3.在做“探究平面镜成像的特点”实验时:(1)用玻璃板代替平面镜的目的是___________;(2)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛,在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛,对这两支蜡烛的要求是 __________;(3)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应在玻璃板放有________(选填“点燃”或“未点燃”)蜡烛的一侧观察.
(1)玻璃板不但反射光成像,还能透光看到玻璃板后面的蜡烛,用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于透过玻璃板确定像的位置。(2)因为物体与像的大小相等,因此两只蜡烛必须完全相同,否则无法比较物体与像的大小关系。(3)寻找像的位置时,要同时观察点燃蜡烛的像和另一支未点燃的蜡烛,所以眼睛应在玻璃板前放有点燃蜡烛的一侧透过玻璃板观察。
4.请在图中画出直杆AB在平面镜 M 中所成的像。
根据平面镜成的像和物体关于镜面对称,做出端点A、B关于镜面的对称点 A'、B',连接 A'、B',即为AB的像,如图所示。
5.人在太阳光下的影子与人在水中的倒影有哪些区别?
人在太阳光下的影子是由于光的直线传播形成的。光照射在人身上,被人挡住,太阳光照不到的区域就形成了人的影子;水中倒影实际上是岸上的景物通过水面形成的虚像,是光的反射形成的。
6. 一只小猫正在平面镜前照镜子,请指出这只猫的像是哪幅图,并从物理学角度解释为什么选这幅图。
C.利用平面镜成像的特点一一像与物平面镜对称,找出小猫的全身像关于平面镜的对称图形。故C选项正确。
7.图所示的是同一照片的正、倒两种放法。请你根据岸边小山坡的景物和鸟的倒影判断哪张是照片正放的样子,并从物理学角度解释为什么这么判断。
(a)图照片是正放着的。如果仅就水鸟看,是分不出正、倒的。但拍摄时,相机不能拍到所在岸边景物的倒影,只能拍到对岸景物的倒影,所以(a)图照片是正放着的。
1.薄厚不同的玻璃板成像效果相同吗?薄厚不同的玻璃板成像效果不相同。因玻璃的前后表面都可以对物体成像,如果玻璃太厚,则可以看到两个像,且这两个像距离较大,就不易找到像的位置,实验误差就大了。选用的玻璃板薄些,能使前后两个面产生的像尽可能地重叠,便于我们找到像的位置。2. 从镜面反射到漫反射有清晰的界限吗?答:镜面反射和漫反射没有明显界限,两者之间有连续性的过渡。 例如,很深的、纯净的水可以看作镜面反射,但是地面上的浅水并不是真正的镜面反射,界乎于镜面反射与漫反射之间,但是更接近镜面反射。这是由于地面是接近黑色,黑色是吸收各种颜色的“滤镜”,被吸收了一部分,当然就不是完全的镜面反射了,完全的镜面反射在自然界并不存在。
1. 如图所示,位于赣江边的南昌之星摩天轮是南昌市的标志性建筑,其转盘直径为153m,它与水中的倒影相映成趣。倒影的形成是由于光的______,倒影中“摩天轮”转盘的直径 ______(填“大于”“小于”或“等于”)153m。
倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的。平面镜成的像,像和物体大小相等,所以,倒影中“摩天轮”转盘的直径等于153m。
2. 如图所示,学校车库的出口位置是一处交通拐点,设立有一块镜子——街道拐角镜,通过镜子可以扩大视野,加强校园交通安全。这种镜面,物理学上称之为_______镜,它的成像原理是光的_________ 。
图中镜子中间向外凸起,称为凸面镜,可以发散光线,从而扩大视野。 凸面镜的成像原理是光的反射。
3. 如图是航天员叶光富和翟志刚完成出舱任务时所穿的宇航服,上面有两个特别的设计一手腕上的小镜子和胸前反印的汉字,这是为了穿着厚厚宇航服的航天员,可以利用手腕上的小镜子看到正常的汉字,准确操作。以下说法正确的是( )
A.平面镜成像时,像和物大小相等,当平面镜靠近汉字时,汉字通过镜子成的像大小不变,故A错误;B.图中镜面看起来比宇航服暗,是因为光在宇航服表面发生了镜面反射,故B错误;
A.当平面镜靠近汉字时,汉字通过镜子成的像会变大B.图中镜面看起来比宇航服暗,是因为光在镜子表面发生了漫反射C.宇航服胸前的字与它的像关于平面镜对称D.汉字通过平面镜所成的是实像
C.根据平面镜成像特点可知,像和物关于平面镜对称,所以宇航服胸前的字与它的像关于平面镜对称,C正确;D.汉字通过平面镜所成的是虚像,故D错误。故选C。
4. 画出图中物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'。
根据像物关于平面镜对称,先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用实线连接A'、B'即为像A'B',如图所示:
5. 图甲是小美同学游玩公园时拍的一张风景图,乙图中A点是拱桥顶部在水中的像,请画出拱桥顶部经过反射进入人眼的大致光路图。
作拱桥顶部在水中的像A点关于镜面的对称点A′,连接像点与眼睛与镜面相交于一点O,即为入射点,连接A′O、OB,则A′O是入射光线,OB为反射光线,如图所示。
6. 在探究“平面镜成像的特点”的实验中,小明准备的实验器材有薄玻璃板、完全一样的蜡烛A 和B、白纸、火柴、三角板等,他进行实验时的情景如图所示。(1)使用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是方便确定像的______。(2)小明准备了与蜡烛A 完全一样的蜡烛B,其目的是 ______ 。(3)实验时将蜡烛 A 点燃后放置在玻璃板前方,此时应在玻璃板 ____(选填“前”或“后”)方观察蜡烛 A 的像。(4)将点燃的蜡烛 A 远离玻璃板,其像的大小______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
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