平面镜对光最核心的作用就是改变光的传播方向,发生镜面反射,它不会把光线会聚在一起,也不会把光线发散开,入射光是什么样,反射之后光束形态基本保持不变,只是行进方向出现偏转,我们日常照镜子看到自己的像,就是光线经过平面镜反射之后进入眼睛形成的虚像,不管是简单的梳妆镜,还是潜望镜里面的镜片,都是依靠平面镜对光的反射特性工作,掌握这个基础原理,就能看懂很多利用平面镜对光设计出来的生活用品和实验器材。
平面镜对光的两大基础效果
1 改变光路
光线斜着射到平面镜表面之后,会按照反射定律反弹出去,入射光线和反射光线分居法线两侧,入射角等于反射角。利用这个特点可以把光线转向九十度或者其他需要的角度,潜望镜就是上下两块平面镜,把光线拐弯,让观察者看到遮挡物另一边的画面。
2 成等大的虚像
物体发出或者反射出来的光打到平面镜,反射光反向延长之后汇聚,就会形成虚像。这个像和物体大小完全一样,和镜面之间的距离等于物体和镜面的距离,左右是颠倒的,像不能用光屏承接,只能用眼睛看见。
平面镜对光和其他镜面的对比表格
| 镜面种类 | 对光的作用 | 光束变化 | 成像特点 |
|---|---|---|---|
| 平面镜 | 镜面反射,只改变传播方向 | 平行光入射反射之后依旧平行 | 等大等距正立虚像 |
| 凹面镜 | 会聚光线 | 平行光入射会汇聚到焦点 | 可以成放大缩小或者等大的像 |
| 凸面镜 | 发散光线 | 平行光入射向外散开 | 正立缩小虚像,视野更广 |
光的反射实操规律
1 法线是垂直于平面镜的一条假想线,画在入射点位置,用来判断角度。
2 入射角是入射光线和法线的夹角,不是光线和镜面的夹角。
3 反射角一定等于入射角,当光线垂直照向平面镜的时候,入射角是零度,光线会沿着原路直接返回。
4 反射现象里面光路是可逆的,如果顺着反射光线往镜面照射,光线会沿着原来入射光线的方向射出。
生活里利用平面镜对光的常见应用
1 家用梳妆镜,依靠平面镜对光成像,用来整理仪容。
2 潜望镜,两块平面镜错开摆放,利用平面镜对光转向,水下观察水面景象。
3 实验室光路调整,光学仪器里面用平面镜对光偏转光路,引导光线到指定位置。
4 舞蹈房墙面大镜子,利用平面镜对光成像,方便舞者观察自己动作。
容易混淆的知识点
平面镜对光没有会聚或者发散的能力,很多人会把平面镜和凹面镜弄混。凹面镜可以聚光用来点火,凸面镜用来扩大视野,平面镜只会调转光线方向,平行光进来,出去还是平行光,光束不会收拢也不会散开。
【常见问题】
问题 1 平面镜对光会不会会聚光线
回答 1 平面镜对光不会会聚光线,也不会发散光线,平面镜对光只会发生镜面反射,改变光线前进的方向,平行光反射之后依旧保持平行。
问题 2 平面镜对光形成的像能不能投到屏幕上面
回答 2 平面镜对光形成的是虚像,虚像是反射光线反向延长得到,没有真实光线汇聚,不能直接呈现在光屏或者屏幕上。
问题 3 垂直照射平面镜的时候平面镜对光会怎么反射
回答 3 光线垂直射到镜面,入射角为零,平面镜对光会让光线沿着原来的路线原路返回,入射光和反射光重合。
【免责申明】
本文是初中物理平面镜对光基础科普,光学精密仪器光路计算需要专业光学参数,简易规律仅适合日常学习理解。


