1.在灯光与墙之间用手作动作,在墙上出现动作的手影的像,它的形成说明______.2.光在真空中的传播速度是______米/秒.光在水中的速度________光在空气中的速度(选填“大于”、“小于”或“等于”).
【例5】如图所示,两平面镜相交放置,夹角为300,入射光与其中一
个平面镜的夹角为100,则:(D)
A、 光线经3次反射后能沿原路反射回去;
B、 光线经4次反射能沿原路反射回去;
C、 光线经5次反射能沿原路反射回去
D.光经不能沿原路反射回去
解析:第一次反射后,反射光线与另一平面镜夹角为400+300=700;第二次反射后,反射光线与原平面镜夹角为700+300=1000;第三次反射就向回反射,但不会按原光路反射.
一.光的直线传播
【例6】如图所示,在A点有一个小球,紧靠小球的左方有一个点光源S。现将小球从A点正对着竖直墙平抛出去,打到竖直墙之前,小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是 A.匀速直线运动 B.自由落体运动
C.变加速直线运动 D.匀减速直线运动
2解:小球抛出后做平抛运动,时间t后水平位移是vt,竖直位移是h=½gt,根据
相似形知识可以由比例求得x glt t,因此影子在墙上的运动是匀速运动。 2v
思考:如果是平行光垂直照射竖直的墙壁而不是点光源呢?
答:由于光平行垂直照射竖直的墙壁,小球在墙前以垂直于墙的初速度被水平抛出,所以小球在墙上的影与小球始终在一条水平线上,即小球的影和小球在竖直方向的运动性质相同。小球在竖直方向做自由落体运动,所以小球的影的运动为自由落体运动。答案:A
【例7】某人身高1.8 m,沿一直线以2 m/s的速度前进,其
正前方离地面5 m高处有一盏路灯,试求人的影子在水平地面
上的移动速度。
解析:如图所示,设人在时间t内由开始位置运动到G位置,人头部的影子由D点运动到C点。
CFFG FAAB FG
CFCD EF因为三角形ACD∽AFE,所以有 FAEF
CD EFFGS 2t1.8由以上各式可以得到 即影 解得S影=3.125t 。 2t5 1.8EFAB FG因为三角形ABC∽FGC,所以有
可见影的速度为3.125m/s 。
二.平面镜成像
【例8】一个点光源S放在平面镜前,如图所示.镜面跟水平方向成300角,当光源s不动,平面镜以速度V沿水平OS方向向光源S平移.求光源S的像S/的移动速度.
解析:利用物像对称性作出开始时光源S的像S/.设在t时间里平面镜沿水平OS方向平移到S(即镜面与光源S重合),则此时像与物重合,又由物像与镜面对称知:此过程像S/的运动方向必沿着S/S方向(垂直于镜面).
因为OS=vt,所SS/=2·(vtsin300)=vt
故像的速率v/=SS//t=v 答案:V
【例9】如图所示,S为静止的点光源,M为与水平成θ角的平面镜,若平面镜沿水平方向做振幅为A的简谐运动,则光源在平面镜中所成的虚像S/的运动是(
)
A.在SS/连线上做振幅为4 Asinθ的简谐运动
1.在灯光与墙之间用手作动作,在墙上出现动作的手影的像,它的形成说明______.2.光在真空中的传播速度是______米/秒.光在水中的速度________光在空气中的速度(选填“大于”、“小于”或“等于”).
B.在SS/连线上做振幅为2 Asmθ的简谐运动,
C.在水平方向上做振幅为4 Asinθ的简谐运动.
D.在水平方向上做振幅为2 Asinθ的简谐运动.
解析:平面镜成像的特点是:像与物相对平面镜是轴对称图形.正因为如此,像点与物点的连线总是与平面镜垂直的,本题中的平面镜是平动,而物点不动,所以过物点作与平面镜垂直线的位置是不动的,那么像点就在这条与平面镜垂直线上移动,而不会在水平方向上运动.C选项和D选项显然错误。平面镜的振幅为A,它在与平面镜垂直的线上的投影为Asinθ,当平面镜靠近物点为Asinθ,那么像点靠近物点为2 Asinθ,所以像点振幅为2 Asinθ.B选项正确.
三、平面镜成像的作图
(1)平面镜成像作图技巧
A)、反射定律法:从物点作任意两条入射光线,根据反射定律作其反射光线,两反射光线的反向延长线的交点。如图。
B、对称法:先根据平面镜成像有对称性的特点,确定像点的位置,再补画入射光线和反射光线.注意实际光线用实线且标前头,镜后的反向延长线用虚线,不标箭头.
(2)确定平面镜成像的观察范围的方法
平面镜前的物体总能在镜中成像,但只有在一定范围内才能看得到.若要看到平
面镜中完整的像,则需借助边界光线,边界光线的公共部分,即为完整像的观察范围.
(3)充分利用光路可逆的性质作图。(点光源通过平面镜反射照亮的范围和眼在某
点通过平面镜看到的范围是相同的)
【例5】如图所示,AB沿平面镜所成的像,能观察到全像的区域.
解析:先根据像物与镜面对称关系作出虚像A/B/.要能观察到A/B/全像,必须
要处在物体AB两端点反射光的重叠区,可分别从A、B两点对镜面端点P与Q
作A射线AP、AQ和BP、BQ,再分别作它们的反射线,反射线是在像点与入
射点所决定的直线上,可利用这两点直线画出反射线 PA1、QA2和 PB2、QB2,
PA1和QB2所包围的区域就是A、B两点反射光的重叠区,见图中画有斜线的部
分.
【例6】有—竖直放置的平面镜M,居平面镜前45cm处有一与平面镜平行放置的平板ab,ab靠镜一侧有一点光源 S,现要在离平面镜 5cm的PQ虚线上的某一处放一平
行于平面镜的挡板,使反射光不能照射到ab板上的A B部分.已知:SA=45cm,
AB=45cm.求挡光板的最小宽度是多少?
【解析】作出点光源S的像点S/,光源S能反射到A B的范围由图中在挡光板
的CF部分挡住,而这部分反射光线中的OB的入射光线在入射时就被D点挡
住.故把图中的CD部分用挡光板遮住,则反射光A C被C点挡住,反射光线
BF的入射光线在 D点被挡住,也就是说当CD被挡板挡住后,S点光源能反射
到AB部分的光线全部被CD挡板挡住.
由图中的几何关系:ΔS/PC∽ΔS/SA,S/P/S/S=CP/AB,
CP=AB·S/P/S/S=45×(45+5)/(45+45)cm=25cm。
在ΔS/SA和ΔS/AB中的中位线分别为MO/和O/O,MO=MO/+O/O=SA/2+AB/2= 45cm
而ΔSPD∽ΔSMO,则有 PD/MO=SP/SM=40/45=8/9 PD=8 MO/9=40cm
四、有关平面镜成像的常见应用:
1、解钟表在平面镜中成像问题五法
1)、反面观察法:从像所在纸面的背面,对着光亮处观察, 所观察到的时刻即为实际时刻
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