探究平面镜成像的特点

张柏健

要点提炼

如图1是探究平面镜成像的特点实验，在实验中需要注意以下4点：

（1）器材选择：实验中为了便于确定像的位置，实验时应选择茶色玻璃板来代替平面镜；实验时为了比较像与物体的大小关系，应选择两支完全相同的蜡烛；实验时需要利用刻度尺测量两支蜡烛到玻璃板的距离，这是为了比较像与物到镜面的距离是否相等。

（2）实验过程：为便于观察，实验最好在稍暗的环境中进行；实验时玻璃板与桌面一定要垂直放置，否则在水平面上将无法找到像的位置（像呈现在蜡烛B的上方或下方）；由于玻璃板有一定的厚度，玻璃板的两个表面都分别能成像，因此实验中应选择薄一点的玻璃板。

（3）数据处理：实验时，在利用刻度尺分别测量像与物到平面镜的距离关系时，可以利用刻度尺进行测量，也可以将纸沿镜面所在位置对折，判断像与物两点是否对应重合（俯视图如图2），也可以直接在方格纸上判断像与物的位置关系；蜡烛A远离时，像的大小不变（看起来变小的原因是距离变大，视角变小）；移去蜡烛B，并在其位置放一光屏，观察到光屏上没有像，可判断平面镜所成的像为虚像。

（4）实验方法：等效替代法、比较法和归纳法。本实验需重复多次，目的是寻找平面镜成像的特点，即：虚像、等大、等距、垂直（对称）。

拓展提升

平面镜所成的虚像只能用眼睛看，不能用光屏接收，这是因为虚像是光经过平面镜反射后反射光线的反向延长线相交形成的，而实像是实际光线相交形成的，这是实像与虚像的本质区别。平面镜成像的原理是光的反射，在探究光的反射实验时，如图3所示，需要注意以下4点：

（1）需要将可绕ON转动的白色硬纸板与水平桌面上的平面镜垂直放置，这里白色硬纸板的作用：显示光的传播路径，探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内，显示反射角随入射角的变化。

（2）将硬纸板（即光屏）绕ON向前或向后旋转一定角度，将无法观察到反射光线（实际上反射光线还在原来的位置），这样可验证三线是否共面。

（3）让光线逆着原反射光线入射到镜面上，可观察到此时反射光线会逆着原入射光线的方向射出，这可证明光反射时，光路是可逆的。

（4）光的反射定律：三线共面，两线分居，反射角等于入射角。

探究应用

例 （2022·江苏·衡阳）在“探究平面镜成像的特点”实验中，如图4，桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线表示平面镜的位置。把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形与A相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到它看上去与蜡烛A的像完全重合。这个位置就是蜡烛A的像的位置。在纸上记下这两个位置，实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。移动点燃的蜡烛，重做实验。

（1）为便于观察，该实验最好在 ___________（选填“较亮”或“较暗”）环境中进行。

（2）除了图4中提供的器材外，实验中还需要一种测量工具是___________ 。

（3）把一支點燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形与A相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到它看上去跟蜡烛A的像完全重合，这样做既确定了像的位置，又验证了像与物的 ___________ 关系。

（4）将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小 ___________ （选填“变大”或“不变”或“变小”）。

（5）移去蜡烛B，在其位置竖立光屏，在光屏上不能承接到A的像，说明平面镜所成的像是 ___________ （选填“虚”或“实”）像。

（6）拓展：在探究平面镜成像特点的过程中，选择四个字母模型分别竖直放置在玻璃板前，用于探究像与物左右位置的关系，最好选用（）。

答案：（1）较暗 （2）刻度尺 （3）大小 （4）不变 （5）虚 （6）A

（作者单位：江苏省启东市陈兆民中学）