探究平面镜成像的特点 · 可交互动画

研究重点:平面镜成像的四个特点 —— 像与物 大小相等、到镜面 距离相等、 连线与镜面垂直、成正立的 虚像(一句话:像与物关于镜面对称)。 实验原理:光的反射。

实验台 直接拖动蜡烛 A、B,或拖动下面的滑块,一切实时联动

物距 u:拖动改变蜡烛 A 的位置
蜡烛 B 到镜面:拖到与像重合
玻璃板厚度
玻璃板放置
玻璃板颜色
环境明暗
蜡烛 B
其他操作
让蜡烛 A 烧一会儿(只有 A 变短)
A 以 2 cm/s 的速度远离镜面
复位
绿 = 物(蜡烛 A 与其光线) 蓝 = 像(虚像) 橙 = 测量(物距、像距) 红 = 关键结论 / 提示

实时读数

本实验的知识要点 课堂讲解时对照这张卡

原理:光的反射
平面镜成像是反射光线的反向延长线相交形成的,像处并没有真实光线会聚 → 是虚像。
用玻璃板代替平面镜(等效替代法)
玻璃板能反射成像、又能透光,于是在物体一侧既能看到像,又能看到镜后的蜡烛 B,从而确定像的位置。
薄玻璃板 vs 厚玻璃板
厚板前后两个面都会反射,出现两个像(重影),因此无法准确判断像的位置;所以要选薄的。
两根完全相同的蜡烛(等效替代法)
用 B 去"替代"像:B 与像完全重合时,说明像与物大小相等。
刻度尺 / 方格纸
量物距 u 与像距 v,比较得出 u = v。方格纸可以直接数格子比较。
光屏
放到像的位置上,直接观察光屏——光屏上接不到像,说明成的是虚像。
较暗环境 + 茶色玻璃板
像与背景的明暗对比越大,像越清晰;环境较亮、或用无色玻璃板时,像会变得很淡、发虚。
多次实验的目的
改变蜡烛 A 的位置重复实验,是为了寻找普遍规律,使结论具有普遍性,避免偶然性。
玻璃板没有竖直放置
像会偏高或偏低、并且倾斜,此时无论怎样移动 B,都无法与像完全重合。
玻璃板有厚度 → 反射面在后表面
笔尖紧贴玻璃板正面时,笔尖与它的像的距离 = 2 倍玻璃板厚度。
像的大小与物距无关
蜡烛靠近或远离镜面,像的大小都不变;但蜡烛自身烧短了,像也会跟着变短。
物像关于镜面对称
物像连线与镜面垂直、物像到镜面距离相等;把白纸沿镜面位置对折,物像对应点完全重合。