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1、平面鏡對(duì)光的控制作用例1. 自行車尾燈結(jié)構(gòu)示意圖如圖3甲所示，夜里，用手電筒照射尾燈，可觀察到它的反射效果很好。試在圖中方框內(nèi)畫出其中一條入射光線的完整的反射光路圖。圖3解析：自行車尾燈是多組相互垂直的平面鏡組成的。如圖3乙所示，當(dāng)一束光照射到一個(gè)反射鏡上時(shí)，光經(jīng)過(guò)平面鏡M1的反射光又照射到平面鏡M2上再次發(fā)生反射。根據(jù)光的反射定律有：。兩個(gè)相互垂直的平面鏡組成的反射器的特點(diǎn)是光經(jīng)過(guò)反射器反射后沿與原方向平行的方向反射回去（不是沿原光路反射回去）。同學(xué)們?cè)谧鲌D時(shí)可能并不清楚這個(gè)特點(diǎn)，但如果認(rèn)真細(xì)致地根據(jù)反射定律作圖，則反射光線與原光線應(yīng)平行。平面鏡成像的特點(diǎn)例2. 圖4中兩條光線是由同一點(diǎn)光源

2、發(fā)出經(jīng)平面鏡反射后形成的，請(qǐng)完成光路圖，并確定光源S的位置。圖4解析：因?yàn)槊恳粭l反射光線看起來(lái)都好像是從它的虛像點(diǎn)上發(fā)出的一樣，所以，根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，只要反向延長(zhǎng)兩條反射光線，它們的交點(diǎn)就是S點(diǎn)的虛像S，然后根據(jù)S關(guān)于鏡面的對(duì)稱點(diǎn)找到S點(diǎn)的位置，由S、入射點(diǎn)二點(diǎn)確定出它們的入射光線，如圖5所示。圖5例3. 把兩塊平面鏡豎直放置，并使它們鏡面間的夾角為60，在它們的夾角中有一點(diǎn)光源S，如圖6，則S在兩個(gè)平面鏡中總共可以成幾個(gè)像？圖6解析：從S點(diǎn)發(fā)出的光線射向平面鏡被反射后射入眼睛中，人即看到了S點(diǎn)在鏡中的虛像，由于S發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)兩鏡面的多次反射，所以成多個(gè)像點(diǎn)。解決此問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)平面鏡成

3、像的對(duì)稱性特點(diǎn)，利用幾何作圖的方法找出各像點(diǎn)，即可得到答案。圖7如圖7所示，由于平面鏡成像具有對(duì)稱性，可得S點(diǎn)在平面鏡OM中的像點(diǎn)S1，S點(diǎn)在平面鏡ON中的像點(diǎn)S2，這是兩個(gè)基本像點(diǎn)，因?yàn)橹灰鼈冞€落在另一鏡前就要反復(fù)成像。S1點(diǎn)在平面鏡ON中的像點(diǎn)S3，S3在平面鏡OM中的像點(diǎn)S4，S2在平面鏡OM中的像點(diǎn)S5。只要證明S4和S5兩點(diǎn)對(duì)稱，即S5是成的最后一個(gè)像，就可得出總共成5個(gè)像，由S1與S對(duì)稱可知。平面鏡OM在ON中的像是OM，由S3和S1，S2與S對(duì)稱可知，。OM關(guān)于平面鏡OM的像是ON，由兩平面間的夾角為60可知ON和ON在同一平面上。由S4與S3，S5與S2對(duì)稱可知，由此可知，所

4、以S4即為S5在平面鏡ON中的像點(diǎn)。由以上證明可以得出：S1、S2、S3、S4、S5都在以O(shè)S為半徑，以O(shè)為圓心的圓周上，所以S在平面鏡中成5個(gè)像。通過(guò)以上作圖可以看到，S點(diǎn)在兩互成角度的平面鏡中成像的個(gè)數(shù)只依賴于兩鏡面的夾角，而與S點(diǎn)在平面鏡中像的位置無(wú)關(guān)，其成像的個(gè)數(shù)公式為：（其中表示兩平面鏡的夾角）利用光的反射定律選取最佳路徑例4. 如圖8所示，從A出發(fā)經(jīng)過(guò)平面MN上的一點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)有多種路徑可走，有人提出，在所走的多種路徑中遵循光的反射定律的一條路徑是最短的，這種提法是否正確？并證明。圖8解析：我們先按照光的反射定律，畫出從A點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)反射后能到達(dá)B點(diǎn)的反射光線，作法如下：把MN當(dāng)作

5、平面鏡處理，在MN后面找到B點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)B，連接AB，交MN于O點(diǎn)，再連接OB，這樣AO即為入射光線，OB為反射光線。由于對(duì)稱關(guān)系OBOB，所以，A與B之間最短的距離為兩點(diǎn)間的直線距離，直線，因而題給的結(jié)論是正確的。水位監(jiān)測(cè)。根據(jù)光的反射規(guī)律，可以監(jiān)測(cè)容器中液面的變化，從容器中放出液體的質(zhì)量。例5. 如圖9所示，底面積為1m2的圓柱形容器裝滿水，一光束沿AO射向水面，方向保持不變，反射光線在水平光屏EF上形成光點(diǎn)Q。打開水閥K，水流出，水位下降，光點(diǎn)在光屏上移動(dòng)。當(dāng)光點(diǎn)移了20cm時(shí)，容器中的水已流出_kg。圖9解析：本題的關(guān)鍵是：入射光不變、反射面改變時(shí)，反射光的光路圖怎樣變化，要能畫出光路圖

6、，觀察幾何圖形的關(guān)系，應(yīng)用幾何知識(shí)解決水面下降的深度。（1）入射光線AO射到水面，水面將光線反射到Q點(diǎn)。反射光OQ和入射光AO滿足反射定律，入射角為45，反射角也為45。當(dāng)水面下降時(shí)，入射光線AO保持不變，入射點(diǎn)將隨著水面下降而移到O，如圖乙，由于入射光AO沒(méi)變，入射角也沒(méi)變，故反射角也不變，仍為45，則在O點(diǎn)反射的光線OQ/OQ右移，如圖乙。（2）根據(jù)幾何關(guān)系，QQ/OP，OQ/OQ，所以O(shè)PQQ20cm。是等腰直角三角形，所以所以當(dāng)光斑在EF上向右移動(dòng)20cm時(shí)，水面將下降10cm。容器中流出的水的質(zhì)量用光的反射解釋生活中的現(xiàn)象例5. 小明在聽(tīng)講座時(shí)，想把銀幕上用投影儀投影的彩色幻燈片圖像

7、用照相機(jī)拍攝下來(lái)。由于會(huì)場(chǎng)比較暗，他使用了閃光燈，這樣拍攝出來(lái)的照片（ ）A. 反而看不清投影到銀幕上的圖像，倒是把銀幕上的一些污漬拍出來(lái)了；B. 色彩鮮艷，比不用閃光燈清楚多了；C. 色彩被“閃”掉了，拍到的僅有黑色的字和線條；D. 與不用閃光燈時(shí)效果一樣，因?yàn)榕臄z的是銀幕上的像，而不是實(shí)際的景物。解析：閃光燈的光照射在物體上，可以使物體表面的亮度增大，但閃光燈的光照到銀幕上后，只能增加銀幕的亮度，而不能增加圖像的亮度，相反圖像的亮度和清晰度會(huì)明顯減弱，所以反而看不清銀幕上的圖像，而銀幕上的污漬更加清晰了，銀幕上黑色的字和紙條實(shí)際上即是投影片上不透明體的影子，即黑暗區(qū)域，被閃光燈的光照射后，

8、銀幕上亮度增大后，“影子”（黑字）自然消失了。答案A。例6. 在江邊觀察夜景時(shí)，常常會(huì)看到對(duì)岸上的路燈在江中的像不是一盞燈，而是一條光柱，為什么？解析：由于水面總是水波起伏，好像有許多趨向不同的平面鏡組成一樣，電燈在每一個(gè)小平面鏡內(nèi)都成一個(gè)像，這些像組合起來(lái)，看上去就像一條光柱。閱讀題例7. 自行車的尾燈與光的逆向反射自行車上都有一個(gè)小小的紅色尾燈，它不僅僅是裝飾品，更重要的在于它是夜間汽車的安全指示燈。在夜間行車時(shí)，它能把來(lái)自后面的光，沿原來(lái)路徑反射回去，車后的人能清楚地看到尾燈反射的紅光，從而了解自行車行駛情況，防止追尾相撞，發(fā)生危險(xiǎn)，這是利用了光的逆向反射原理。光的逆向反射又稱再歸反射，

9、它和我們熟知的鏡面反射、漫反射不同，能使光線沿原來(lái)路徑反射回去。由紅色塑料制成的自行車尾燈，其外表是平面，在此塑料平面的背面（即向著自行車前方的一面）上凸起許許多多整齊排列的直角錐棱鏡，每個(gè)直角錐棱鏡相當(dāng)于三個(gè)相互垂直的平面鏡。這種特殊的設(shè)計(jì)，使得在夜間，汽車燈光照在它上面時(shí)無(wú)論入射方向如何，反射光都能返回汽車，光強(qiáng)遠(yuǎn)大于一般的漫反射光，像發(fā)光的紅燈，足以使司機(jī)觀察到，保證了行車安全。1969年，阿波羅11號(hào)首次將一百塊直角錐棱鏡組成的反射器送上月球，用它反射來(lái)自地面的激光，方便準(zhǔn)確地測(cè)量了月球與地球之間的距離。根據(jù)光的逆向反射原理，公路兩旁的各種交通知識(shí)標(biāo)志和符號(hào)是由逆向反光薄膜制成的。這種

10、逆向反光薄膜，由透明保護(hù)層、單層排列的超微玻璃珠（直徑為左右的空心玻璃珠）、反光層、膠合層等組成。白天通過(guò)對(duì)陽(yáng)光的鏡面反射和漫反射，司機(jī)可以看清楚這類交通標(biāo)志和符號(hào)。夜間在汽車燈光照射下，光線沿原路徑返回，標(biāo)志十分明亮，司機(jī)在幾百米外即可看清它。現(xiàn)在，這種逆向反光薄膜的透明保護(hù)層已做成白、黃、紅、橙、藍(lán)、綠燈多種顏色，在車燈的照射下，可呈現(xiàn)色彩綺麗的各種交通標(biāo)志、廣告等。根據(jù)上述短文回答下列問(wèn)題（1）談一談什么是再歸反射？（2）這種再歸反射現(xiàn)象，除了文章中介紹的以外，在生活中還有哪些應(yīng)用？解析：（1）能使入射光線反射后沿原來(lái)路徑反射回去的現(xiàn)象。（2）交通指示燈、汽車牌照、交通標(biāo)志牌、交通警察背帶等。光現(xiàn)象在生活中極為普遍，我們都有比較豐富的感性認(rèn)識(shí)，但要從現(xiàn)象中得到規(guī)律、用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，還有一個(gè)過(guò)程，還需要一個(gè)知識(shí)和能力的升華。