平面镜成像
用反射定律追踪光路，搞懂虚像、对称性与左右颠倒
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平面镜成像
用反射定律追踪光路，搞懂虚像、对称性与左右颠倒
光的反射回顾
上页我们看到平面镜能成虚像——光碰到镜面后似乎从镜后折返回来。但这「折返」具体是怎么发生的？答案藏在一百多年前就被写下的定律里。
球以多少角度撞进库边，就以多少角度弹回来；光打到光滑镜面上遵循同样规律
为什么要研究平面镜成像
从生活现象引出的科学问题
实验方案设计
用一支笔、一面镜，设计一组实验探究像的位置规律。
实验装置搭建
按操作顺序看这张流程图，从固定玻璃板到读出两距，环环相扣。
数据记录步骤
记录物距和像距分五步，玻璃板替代平面镜，再用等效蜡烛找出像的位置。
实验结论归纳
像与物的位置、大小关系
什么是虚像
实验里你测出像到镜面距离等于物到镜面距离，像的位置看起来很真实。但今天要追问本质：那个位置真的有光线汇聚吗？
回声听起来像从山谷对面传来，实际声源在你身后；虚像看似在镜后，实际光只在镜前
虚像形成原理
先沿实线看真实传播，再沿虚线把反射光向镜后倒推；眼睛接到光，交点却没有实际光线到达。
实像与虚像对比
两种像眼睛都能看到，学生的常见误区就是用'看不看得见'去区分。真正的判据是光的走向。
- 光屏能否承接：不能，光屏上无像
- 成像原理：反射光线的反向延长线相交
- 光线实际走向：反射后是发散的
- 眼睛能否看到：能，看到的是发散光的反向延长
- 光屏能否承接：能，光屏上有清晰像
- 成像原理：实际光线真实相交
- 光线实际走向：反射后是会聚的
- 眼睛能否看到：能，看到的是会聚光
对称成像规律
前面实验里你测到像距等于物距——这不是巧合，而是更深一层规律的直接体现：像与物关于镜面完全对称。一旦抓住这条规律，像的位置、大小甚至方向，都能直接推出来。
折痕就是镜面，纸的两半就是物与像：大小形状一致，以折痕为轴对称分布
对称成像图解
把物体拆成许多点，先看点与镜面的关系，再推广到整个虚像。
物距像距关系
上页我们看到，像与物关于镜面对称——连线垂直镜面、中点落在镜面上。这个几何对称能不能写成数学式？拿尺子量一下就能发现规律。
把纸沿镜面线对折，物点与像点重合，折线两侧距离天然相等
凸面镜与凹面镜
凸面镜和凹面镜只差一个字，但成像规律完全相反。一字之差，效果差多少？
- 反射面向外凸出（球的外侧）
- 平行光入射后向外发散
- 始终成正立缩小的虚像
- 汽车后视镜、路口广角镜
- 反射面向内凹陷（球的内侧）
- 平行光入射后会聚到焦点
- 焦点内放大的虚像，焦点外倒立实像
- 太阳灶会聚光能、化妆镜放大
凸面镜成像特点
从左往右读图：凸面镜使反射光发散，由此分出三条支线——虚焦点、缩小虚像、视野扩大。
凹面镜成像特点
从左到右：按物距 u 与焦距 f 的关系，看凹面镜五种成像结果
生活应用举例
开车看一眼后视镜，侧后方好几条车道尽收眼底；中午太阳灶能把冷水烧开；夜里手电筒照得又远又亮——这三个日常物件，背后都是上一节学的凸面镜、凹面镜在'各显神通'。
都把分散的平行光收到一个点，焦点处温度特别高，能引燃纸张
核心测验
3道选择题验证理解
知识要点回顾
- ✓平面镜成像的实质是光的反射，像与物关于镜面对称
- ✓虚像由反射光线的反向延长线交汇而成，不能用光屏承接
- ✓凹面镜会聚光线可成实像，凸面镜发散光线只成虚像
- ✓物距变化时，凹面镜的像距、大小、正倒随之改变
课后思考
3个开放性问题继续探索