同学们好,前面我们学习了光的反射,知道光在空气中传播遇到障碍物时,会在障碍物表面返回到原介质,形成反射。反射面有平滑的,也有凸凹不平的。像平滑的玻璃表面、抛光的油漆表面、抛光的金属表面等,当光线照射到这些十分平滑的表面时,会发生镜面反射。如果一个物体发出的平行光,经过平滑表面反射,其反射光线依然平行;若是非平行光,经过平滑表面反射就能成像。所以,我们每天早上可以用玻璃镜子照面容,看衣服是否整齐、头发是否梳理好。这种平滑镜子所成的像,就是我们这节课要学习的平面镜成像。
首先,我们来了解生活中常见的平面镜。什么是平面镜呢?就是表面平滑的镜子,比如常见的玻璃镜子。实际上,生活中的抛光金属表面、油漆表面、能照人的瓷砖表面等,这些平滑表面对光线能发生镜面反射,都可称为平面镜。现在最常用的平面镜,一般是用玻璃制成,在一端涂上不透明物体,做成很薄的镜子。此外,像水面也能照出我们的像,因为水面也是平滑的,所以水面也可当作平面镜。生活中常见的还有抛光的金属表面、做了油漆的木板表面等,它们都能对光线发生镜面反射,能使物体成像。虽然新电器表面的油漆做得好也能成像,但因其透光和反光能力较弱,不如玻璃镜子,所以我们还是常用玻璃镜子来正衣冠、看面容。
古代人们利用铜镜,就是将金属铜表面打磨光滑、抛光。现在我们家里的金属勺子等,表面反光能力也很强,都可当作镜子。如果表面平滑,我们就叫它平面镜;若是球面的一部分,凹下去或凸出来的镜子,同样能成像,比如汽车的观后镜,五官科医生用于观察耳朵、口腔、鼻腔的镜子,有凹面镜,也有平面镜,而我们观察自己面容一般用的是玻璃做的平面镜。
从生活经验可知,我们站在镜子前能看到自己。当我们举起右手,镜子中的像会举起左手;举起左手,像就举起右手。我们看到的镜子中的自己并非真实的自己,而是像。那么,平面镜成像的规律是怎样的呢?接下来我们一起探究。
在生活中,大家可以通过照镜子来观察。比如靠近镜子,看看镜子中的像有什么变化;远离镜子,再看像有什么变化。还可以举起右手,或眨一下右眼,观察镜子中的像是右眼眨还是左眼眨。通过生活经验我们发现,人举起右手,镜子中的像举起左手;人眨右眼,像眨左眼,也就是说平面镜成像左右是相反的。那么像的大小和距离又有什么关系呢?
要探究平面镜成像规律,首先要提出问题,根据生活经验,我们可以猜想人和像离镜子的距离可能与人到镜子的距离有关。接着进行猜想与假设,第三步设计实验。这个实验大家在家里就能做,利用家里的平面镜,比如玻璃窗户,用自己的手、面部或某个物品作为物体进行实验。站在镜前,我们能感受到物大像大、物小像小,物和像同步变化。而且当我们远离镜子,像也远离;靠近镜子,像也靠近,这说明像到平面镜的距离与人到平面镜的距离应该存在某种关系。
