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光学

平面镜

光线遇到光滑镜面时会按确定规律改变方向。入射角和反射角都从入射点处的法线量起。

光线遇到光滑镜面时会按确定规律改变方向。入射角和反射角都从入射点处的法线量起。

i=ri = r

定义: 核心概念

法线是在入射点垂直于镜面的直线。入射角 i 是入射光线与法线的夹角,反射角 r 是反射光线与法线的夹角。

调节入射角和镜面方向,观察入射光线、法线和反射光线。

规律与应用

例题: 例题

一束光以 i = 35° 入射到镜面,反射角是多少?

解答

根据反射定律,r = i = 35°。

快速检测

平面镜中的像是虚像:反射光线本身不会在镜后会聚,但其反向延长线会相交于像点。像到镜面的距离等于物体到镜面的距离,像与物等高。因此物体距镜面30 cm时,像在镜后30 cm,物像间距为60 cm。要在镜中看到全身,镜子的最小高度为身高的一半,与人离镜子的远近无关。

虚像不能直接投射到屏幕上,但反射光仿佛来自像点,因此眼睛能够看到。

像是物体关于镜面的对称点,位于经过物体的垂线上。物体向镜面移动5 cm,像也向镜面移动5 cm,因此物像间距缩短10 cm。人们常感觉左右颠倒,其实几何上镜面翻转的是垂直镜面的前后方向。要准确确定像的位置,可先标出垂足,再在镜面两侧量取相等距离,不要只凭视觉判断。

入射角为40°时反射角是多少?

平面镜所成实物的像有什么性质?

参考文献

  1. Young, Freedman (2019). University Physics