淺析平面鏡成像原理

吉美存

《平面鏡》是蘇科版教材第三章第四節(jié)的內(nèi)容，而本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)“平面鏡成像”是初中物理光學(xué)部分的重點(diǎn)知識之一，由于以往生活經(jīng)驗(yàn)的影響，學(xué)生在學(xué)習(xí)平面鏡成像的原理——光的反射時(shí)，常常會出現(xiàn)記住了原理但卻不理解的現(xiàn)象。在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”這一學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，我們通過利用“茶色玻璃板代替平面鏡”這一方法順利的確定了像的位置，利用“兩個(gè)一模一樣的棋子”來比較像與物的大小關(guān)系，借助刻度尺確定了像距和物距的關(guān)系，利用一張白色光屏證明了平面鏡所成的像為虛像，從而總結(jié)得到了平面鏡成像的特點(diǎn)遵循如下幾個(gè)特點(diǎn)：①平面鏡所成的像為虛像;②像和物大小相等;③像與物到平面鏡的距離也相等;④像與物相對于鏡面對稱。但在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)：學(xué)生始終不明白“平面鏡成像”怎么就和“光的反射”扯上關(guān)系了呢？因此為了解決這一問題，本文從以下兩個(gè)方面詳細(xì)分析和論證“平面鏡成像的原理”為什么是“光的反射”？

一、光的反射——人眼看到平面鏡成像的原因

我們說人眼要看到某個(gè)物體，必須滿足這個(gè)物體發(fā)出的光（或反射的光）進(jìn)入人眼這個(gè)條件才行。如圖A所示，蠟燭發(fā)出的光線射入人眼，人就看到了蠟燭。那么人是如何看到蠟燭通過平面鏡所成的虛像的呢？如圖B所示，以從蠟燭上A點(diǎn)發(fā)出的兩條光線為例，他們經(jīng)平面鏡反射后變成發(fā)散光線射入人眼，人眼根據(jù)“光沿直線傳播”的經(jīng)驗(yàn)，感覺光線是從這兩條反射光線的反向延長線的會聚點(diǎn)A'點(diǎn)射過來進(jìn)入人眼的;與圖A相比，這兩種情況引起的視覺感受相同，人就會感覺到在A'處有一個(gè)“發(fā)光點(diǎn)”，這個(gè)發(fā)光點(diǎn)就是蠟燭上A點(diǎn)的像，而實(shí)際的發(fā)光點(diǎn)在A處，進(jìn)入人眼的是其反射后的光線。同理，蠟燭上的其他點(diǎn)也都能通過平面鏡產(chǎn)生對應(yīng)的像點(diǎn)，這些像點(diǎn)的集合就組成了蠟燭通過平面鏡所成的像。綜上所述，蠟燭通過平面鏡所成的像上并沒有光發(fā)出，我們所看到的像是由射入人眼的反射光線的反向延長線的交點(diǎn)引起的視覺感受，并非實(shí)際光線會聚而成，所以平面鏡成像是由于光的反射，所成像為虛像。

二、光的反射——證明了平面鏡成像的特點(diǎn)

如右圖，以從蠟燭上A點(diǎn)發(fā)出的兩條入射光線AO和AB為例，依據(jù)光的反射定律做出其對應(yīng)的反射光線，反向延長兩反射光線交于A'點(diǎn)，即為A點(diǎn)的像點(diǎn)，連接A、A'點(diǎn)，標(biāo)出圖中的所有角如圖所示，利用幾何關(guān)系可以證明如下：因?yàn)椤夕?∠α，∠β=∠3，所以∠α=∠3，所以∠1=∠2，∠BOA=∠BOA'，同理：∠4=∠5，BO為公共邊，根據(jù)全等三角形判定定理ASA，所以△ABO≌△A'BO，所以AB=A'B。由此，因?yàn)锳B=A'B，∠4=∠5，BD為公共邊，根據(jù)全等三角形判定定理SAS，所以△ABD≌△A'BD，AD=A'D，∠BDA=∠BDA'=90°，由此證明了平面鏡成像時(shí)，“像”和“物”二者大小相等，像與物到平面鏡的距離也相等;二者連線被平面鏡垂直且平分，所以像與物相對于鏡面對稱。

綜上所述，無論是看到平面鏡成像的原因，還是成像的特點(diǎn)，其證明都依賴于光的反射，因此我們說：平面鏡成像的原理是光的反射。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉炳昇，李容.蘇科版八年級上冊《物理》[M].江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2012年6月第3版

（江蘇省南京市雨花臺中學(xué)春江分校）