八年级物理上册 平面镜成像规律教案 教科版.doc

平面镜成像规律教案
一、教学目标
1. 在物理知识方面的要求。
（1）掌握平面镜成像规律，理解“虚像”的物理含义，并能正
确运用“虚像”的概念解决问题；
（2）掌握平面镜成像作图法。
2.光路可逆原理在解决几何光学问题时是一条很重要的规律，在本节课中是贯穿始终的一条思路。
二、重点，难点分析
1. 重点：平面镜成像规律和成像作图法。
2. 难点：观像原理和观像范围的确定。
三、主要教学过程
（一）引入新课
上节课复习了反射定律，如果点光源S发出的一束发散光入射到镜面MN上，反射光束性质如何？
答：仍为发散光束。
那么，如果这束反射光射入眼E中（图1），能觉得光是从S点处射出的吗？
答：不会。
那么，我们觉得反射光束是从哪里射出的？（作反射光的反向延长线O1和O2交于点）
答：点。
为什么？因为我们认为光是直线传播的，认为反射光是从其反向延长线处发出的，点就是S在镜中的“虚像”。
（二）教学过程设计
1. 平面镜成像规律。
用反射定律和几何知识可以证明，平面镜成像规律是：等大，正
立，虚像，镜对称。
2.平面镜成像作图法
作SO⊥MN延长至，使SO=O，得到虚像。
从点光源S向镜面MN作入射光线SO1，连接O1做反射光线
O1A，用同样方法可作入射光线SO2和它的射光线O2B（图2）

例1 如图3所示，两平面镜互成直角，入射光线AB经两次反射后，出射光线为CD。今以两平面镜交线O为轴，将两镜转动θ角而它们的夹角保持直角。在入射光线AB保持不变的情况下，经两次反射后的出射光线为，那么将（ ）
A． 与CD重合，同向平行
B． 与CD不重合，同向平行
C． 与CD交角为2θ
D． 与CD交角为4θ
分析：如图4所示，根据反射定律，光线在两个镜面上的入射角和反射角相等：i1= ,i2=,入射光线AB在平面镜M上反射后，反射光线BC偏转角α=π-2i1；反射光线BC在平面镜N上反射后，出射光线CD偏转角β=π-2i2，那么，出射光线CD相对入射光线AB的偏转角φ=α+β=2π-2（i1+i2）.在ΔBOC中，∠OCB=,所以∠CBO+∠OCB=π-(i1+i2)=,则i1+i2=,所以φ=2π-2×=π，与AB光线的入射角i1无关，所以CD光线与AB光线反向平行。
但以上证明不能说明光线与CD光线是否重合，利用平面镜成像规律和作图法便可解决这个问题。
如图5所示，在入射光线AB上找一点S1，将S1看作点光源，由平面镜成像作图法可作出S1在平面镜M中的虚像S2，将S2看作点光源，S2在平面镜N中的虚像为S3，由平面镜成像规律和几何知识可得：S1O=S2O,S2O=S3O,则S1O=S3O, 那么，平面镜转过θ角后，由于S1O不变，则S3O也不会改变，即出射光路位置不会改变，仍沿原光路CD射出。
演示：几何画板：《直交平面镜的反射光路》
① 旋转双平面镜，演示CD光路不变；
② 打开几何证明界面，CD光路不变的原因。
例2.如图6所示，一人站在水坑MN旁边，设E点为人眼
所在位置，试画出他从水面反光中看到树的范围。

解法1：根据平面镜成像作图法，作树AB在水中的像,从水面反射到眼E中的光束范围决定了人从水面反光中看到树的范围。
作图过程：（1）根据平面镜物像对称，作树AB在水中的像;(2)连接M、E和N、E，作反射光线ME、NE；（3）将ME、NE反向延长，交树的像于两点；（4）根据平面镜物像对称，作C、D两点，得到人从水面反光中看到树的范围CD；（5）连接C、M和D、N，作入射光线CM和DN,完成光路图。
解法2.根据平面镜成像规律和光路可逆原理，作人眼E的像,直接找出从水面反光中看到树的范围。
作图过程：（1）根据平面镜物像对称，作E点的像；（2）连接M、和N、，作入射光线C、D,CD之间即为人从水面反光中看到的范围；（3）连接M、E和N、E，作反射光线，完成光路图（图8）。
简评：显然，从此例可知，运用光路可逆原理，有时解决问题更为简便。
例3 一人站在一堵墙后，通过在墙的正上方水平放置一面镜子MN看墙外情景，设人眼位于E点（图9），试画出人从镜中看到墙外范围的光路图。
提示：1.用光路可逆原理和平面镜成像作图法解题；2，注意墙对光路的阻挡作用；3.注意镜面大小对观察范围的限制。

作图过程：（1）根据平面镜物像对称，作E点的像;(2)连接E、N两点，作反射光线NE；（3）连接、N两点，作入射光线AN；（4）连接、Q，交镜面于C点，作入射光线BC；（5）连接C、E两点，作反射光线CE，这样，AN、BC包括的入射光束范围就是可见墙外的范围（图10）
例4 如图11所示，ABCD为三面连接在一起的平面镜，S为点光源，M为不透光的挡板，试画出从S点发出的光依次经AB、BC、CD三镜反射后通过点P的光路。
提示：依次做出光点S在三面镜中的像，各镜的反射光线好像是从这些像中射出的一样。
作图过程：（1）根据物像对称规律，依海外侨胞作出S点在镜AB中的像S1.S1在镜BC中的像S2和S2在镜CD中的像S3；（2）连接S3、P两点交CD镜面于c,作通过P点的反射光线cP;(3)连接S2、c交BC镜面于b，连接b、c两点作BC镜的反射光线bc；（4）连接S1、b两点交AB镜于a，连接a、b两点作AB镜的反射光线ab；（5）连接S、a两点，做入射光线Sa.
注：1.以上三个例题都让学生上台画光路，并说明各自的思路。
四、本课所需教学器材
奔腾级电脑，《几何画板》软件，《直交平面镜的反射光路》课件。大屏幕显示设备。