潜望镜怎么做

平面镜成像、光的折射

１． 重点：

（１）平面镜成像特点。

（２）平面镜成像原理：光的反射定律。

（３）光的折射概念、光的折射定律、光路的可逆性。

（４）光的折射定律可从“三线”和“二角”来突破它。

① 三线关系：“三线共面，法线居中”。

② 两角关系：斜射时，总是空气中的角大，垂直入射时，两角相等，都等于０°。

２． 难点：

（１）学生对于在实验探究中看到的“实实在在”的物体在平面镜成的像是虚像理解起来

是很难的。因它存在，为什么硬要说是虚的呢？

（２）解释简单的折射现象：从一种介质看另一介质中的物体，所看到的都不是物体本身，

而是物体的虚像。图１是人眼在水面上观察水下的Ａ点将变浅。图２是人眼在水面下观察水

面上的Ｂ点将变高。

３． 突破方法：

从“虚像”定义上去理解，“虚像”——不能在光屏上呈现，只能用眼睛直接看到的像；

用实验去探究：光屏上确实不能呈现物体在镜中的像；通过画平面镜成像的光路图突破。

４． 易错点：

本节的易错点是不会根据折射光路图判断两种介质，原因是没有正确把握折射规律中的

“两角”的关系。

三． 知识点分析：

平面镜成像

（一）知识要点

１． 平面镜成像特点：① 平面镜所成的像为 像。② 像与物的连线与平面

镜 。③ 像与物到平面镜的距离 。④ 像与物的大小 。

２． 平面镜的应用

（１）利用平面镜可以改变光的 ，起到 的作用。如制作潜望镜；在挖井、

掘山洞时，用平面镜将太阳光反射到作业区照明；修建体育场馆和高大建筑物时，利用平面

镜把太阳光反射到室内和场地改善光照条件。

（２）利用平面镜来成像：如制作各种镜子，如梳妆镜、舞蹈室的镜子、牙医用的反光镜

等，商场和家庭装修时，利用平面镜成像增强宽敞明亮的空间效果。

（３）利用平面镜反射光来使微小形变放大，以便观察。

３． 球面镜：分为凸面镜和凹面镜。利用球面内表面作反射面的镜子叫 ，对光线

有 作用，例如 。利用球面外表面作反射面的镜子叫 ，对光线

有 作用，例如 。

４． 虚像的概念：如图所示，发光点Ｓ发出的光线入射到平面镜上，经平面镜反射后是发散

的，反射光进入人眼，由于人们习惯上认为光是沿直线传播的，所以人逆着反射光线的反向

看过去，觉得光线好像是从镜后的Ｓ’射来的，Ｓ’便是发光点Ｓ的虚像。这个虚像是反射光

线的反向延长线的交点，不是实际光线会聚成的，因此它不能在光屏上显示出来。

（二）学法点拨

平面镜成像的特点：

１． 像与物等大

２． 像与物关于镜面对称，即二者到镜面的距离相等

３． 虚像

４． 像和物的连线垂直于镜面

虚像：反射光线反向延长线的交点所构成的像。

例如：如上图所示，ＭＭ’为平面镜，Ｓ为发光点，试作出该平面镜的成像光路图。

做法１：

（１）过发光点Ｓ作任意两条入射光线ＳＯ、ＳＯ’，与平面镜ＭＭ’分别交于Ｏ、Ｏ’；

（２）过Ｏ、Ｏ’分别作镜面ＭＭ’的垂线ＯＮ、Ｏ’Ｎ’，此即为法线；

（３）分别于法线另一侧作反射光线ＯＡ、Ｏ’Ｂ；

（４）反向延长线ＡＯ、ＢＯ’至Ｓ’并交于Ｓ’点，则Ｓ’为Ｓ的虚像。

做法２：根据平面镜成像的特点，过Ｓ作ＭＭ’的垂线至Ｓ’，使ＳＯ’’一Ｓ’Ｏ’’。

光的折射

（一）知识要点

１． 光的折射现象：

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生 ，这种现象叫光的折射。

２． 光的折射定律：

① 光从空气斜射入玻璃或水中时，折射光线 法线，折射角 入射角。

② 当光从玻璃（或水）斜射入空气时，折射光线 法线，折射角 入射角。

③ 当光垂直射入玻璃（或水）中时，传播方向不变。

④ 光从一种介质射入另一种介质时，折射光线、入射光线和法线在 内。

⑤ 折射角随入射角的增大而 ，但不成正比关系。

⑥ 光在折射时光路是 的。

３． 光折射时产生的有趣现象：海市蜃楼、彩虹、放入盛水的碗中的筷子变弯、清晨看到地

平线以下的太阳。

４． 折射与反射的区别：即折射光线和入射光线是在 介质中，在分界面的 ，

而反射光线与入射光线在两种介质分界面的 。

（二）学法点拨

１． 光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生改变。

２． 光的折射规律：

（１）折射光线与入射光线、法线在同一平面；

（２）折射光线和入射光线分居法线两侧；

（３）光从真空或空气斜射入其他介质折射角小于入射角，并随之变化；垂直入射，则传

播方向不改变；

（４）在折射中光路可逆。

【典型例题】

平面镜成像

一． 平面镜成像规律的应用

［例１］ 小汽车的挡风玻璃不竖直安装的主要原因是为了（ ）

Ａ． 造型美观 Ｂ． 减少外界噪音干扰

Ｃ． 增大采光面积 Ｄ． 排除因平面镜成像造成的不安全因素

答案：Ｄ

变式引申：小明晚上坐公交车时，发现只要汽车行驶时，司机就把车内的灯关掉。他通

过仔细观察，又应用学过的物理知识，终于想明白了其中的原因，你知道汽车行驶时，司机

为什么不开车内的灯吗？

答：因为晚上车内开灯时，车内的人和物会在汽车前面挡风玻璃外成像，影响司机视线。

［例２］ 测量视力时，利用平面镜成像特点可以节省空间。如图所示，让被测者面对镜子背对

视力表，此人看到视力表的像离他的距离（ ）

Ａ． ３ｍ Ｂ． ４ｍ Ｃ． ５ｍ Ｄ． ６ｍ

答案：Ｃ

变式引申：湖水深１０ｍ，小鸟在距湖面６ｍ的空中飞翔，它在湖中成的像距离该鸟 ｍ。

答案：１２

二． 平面镜成像规律与数学的综合

［例３］ 一平面镜与水平桌面成４５°角固定在桌面上，如图所示，一个小球以１ ｍ／ｓ的速度

沿桌面水平向平面镜匀速滚动，则小球在平面镜中的像 。

答案：以１ ｍ／ｓ的速度做竖直向下的运动

三． 物理与生活

［例４］ 游乐场中的“哈哈镜”表面呈波浪形，使人变形，令人发笑，关于“哈哈镜”，下列

说法正确的是（ ）

Ａ． 表面凸的部分把人像拉长了

Ｂ． 表面凸的部分把人像变短了

Ｃ． 表面凹的部分把人像拉长了

Ｄ． 表面凹的部分把人像变短了

答案：ＢＣ

［例５］ 如图所示是平面镜里看到的挂钟的像，此时挂钟所指示的时间是 。

答案：ｌ０点１０分

光的折射

一． 光的折射定律的简单应用

［例１］ 如图所示，光线从一种介质射入另一种介质，ＭＮ是两种介质的分界面，其中一种介质

是空气，则入射角为 ，ＭＮ的 侧是空气（填“左”或“右”）。

答案：４０°；右

［例２］ 我国古代就有光现象的描述，如“捞不到的是水中月，摘不到的是镜中花”，“潭清

疑水浅”。其中“水中月、镜中花”是光的 现象形成的。“疑水浅”是光的 现

象形成的。

答案：反射 折射

二． 光的折射规律在生活中的应用

［例３］ 在一个“干枯”的井底正中央Ｐ点趴着一只青蛙，它能看到的视野范围，如图（ａ）

所示，天降大雨时，井中全部灌满水，若青蛙仍在Ｐ点，它的视野将发生变化。请你在图（ｂ）

中利用光路图确定青蛙视野变化的大致范围，并用阴影线表示出来。

答案：如下图所示

［例４］ 小明在游泳时发现，清澈见底的池水看起来不太深，可下去后感觉要比看到的深。那

么，为什么池水看起来比实际的浅呢？

答案：从池底射向空气的光线，在水面处发生折射，折射光线偏离法线。人逆着折射光

线看去，看到的是变高了的池底的虚像，因此看到的池底升高，池水变浅。

三． 物理与生活

［例５］ 细心的人在天高气爽的秋夜，会发现星光总是闪烁不定的，你知道这究竟是为什么吗？

答案：由 于地球周围包围着一层厚厚的大气，但是大气的密度是不均匀的。这样星光通

过不均匀的大气时会发生折射而变弯曲（光只有在同一种均匀的介质中才会沿直线传 播）。

由于大气是在不断运动变化着的，所以它的均匀程度也在不断地改变，因此被它所折射的星

光的方向也在不断地改变，所以我们看到的星光总是闪烁不定的。

四． 评价与论证

［例６］ 将筷子竖直插入装水的玻璃杯内，从俯视图中的Ｐ点沿水平方向看到的应该是图中哪

个图的情形（ ）

答案：Ｄ

【模拟试题】

平面镜成像

达标自查

１． 一身高１．６ ｍ的人立于平面镜前１．５ ｍ处，则像和人之间的距离是 ｍ，像的高

度是 ｍ，如果人以１ ｍ／ｓ的速度背离镜面方向运动２ｓ，则人与像之间的距离为

ｍ，像的高度为 ｍ。

２． 我们在探究平面镜成像规律时，用 代替了平面镜，这样做的目的是 。 实

验中，要想研究玻璃板成像的特点，关键的问题是设法确定像的位置。仔细想想，实验时具

体的做法是 。

３． 家里客厅里挂的是 镜。街头拐弯处的镜子是 ，它能使平行光 。

而手电筒的灯碗相当于 ，它能使光线 。

４． 检查视力时，眼睛与视力表的距离应保持在５ ｍ远。若人通过平面镜观看视力表，当视

力表与平面镜相距３ ｍ时，则人与平面镜的距离为（ ）

Ａ． １ ｍ Ｂ． ２ ｍ Ｃ． ３ ｍ Ｄ． ４ ｍ

５． 一个人站在竖直的平面镜前以２ ｍ／ｓ的速度离开平面镜，在２ ｓ内人和像之间的距离

改变了（ ）

Ａ． ２ ｍ Ｂ． ４ ｍ Ｃ． ８ ｍ Ｄ． １６ ｍ

６． 岸边的柳树，在地上出现了树影和在水中出现的倒影，这两者的原因（ ）

Ａ． 都是光沿直线传播引起的

Ｂ． 都是光的反射引起的

Ｃ． 前者由光的直线传播引起，后者由光的反射引起

Ｄ． 前者由光的反射引起，后者由光的直线传播引起

７． 某同学从远处走向一面穿衣镜前，他在镜中像的大小及像与人之间的距离将（ ）

Ａ． 像变大，人和像间的距离变大

Ｂ． 像变大，人和像之间的距离变小

Ｃ． 像大小不变，人和像间的距离不变

Ｄ． 像大小不变，人和像间的距离变小

８． 在下图所示中作出物点Ｓ和物体ＡＢ在平面镜中成像的光路图。

能力提高

９． 平面镜作为一种光学元件，除了可以成像外，还可用来改变光的传播方向，请你列举出

一应用的实例。

１０． 把两块平面镜面对面竖直放置，把一根筷子放在两平面镜中间，猜一猜可以看到几根

筷子？实际做一做，看你猜测的对不对？ 并解释为什么？

１１． 在一间光线稍暗的屋子里，王华把一块玻璃直立在桌子上，在玻璃的一方放上点燃的

蜡烛，在玻璃的另一方放一只盛水的大玻璃杯，使玻璃杯和玻璃之间的距离与蜡烛和玻璃之

间的距离完全相等并相互对称，从蜡烛这边向玻璃望去，王华看到了一个奇怪的现象： 蜡

烛在水中燃烧。请你做一做，并分析产生这个现象的原因。

１２． 小华面前摆着一束花，她想借助一块玻璃准确地把这束花的形状描在纸上。你能帮她

想个办法吗？

１３． 读图回答问题：

（１）这幅图实际上反映了 的雏形。

（２）作图简要说明老和尚为什么不起身就能看到小和尚回来了？

光的折射

达标自查

１． 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生 ，这种现象叫做光

的 。当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线 。

２． 夏天的晚上，繁星满天抬头仰望天空，星星好像在眨眼睛，其实是星光从遥远的宇宙传

到地面上时要经过密度不均的大气层，发生多次的 ，使得我们在看星星时，总觉得

星星在闪烁。

３． 一束光线从空气垂直射到水面，它的反射角是 ，入射角是 ，折射角

是 。

４． 游船上的人观看水中的鱼，所看到的“鱼”的位置要比与鱼的实际位置 （选填“高”、

“一样”或“低”），这是由于光的 造成的。

５． 蓝天白云倒影在水面上，水面下的游鱼历历在目，前面是由于光的 现象，后者是

由于光的 现象。

６． 早晨，看太阳从地平线刚刚升起时，实际它还处在地平线以下。这是由于 现象造

成的。

７． 下列现象中属于光的折射现象的是（ ）

Ａ． 水面上映出“白云” Ｂ． 路灯下出现人影

Ｃ． 用潜望镜观察海面 Ｄ． 透过玻璃板看板下的字感到比实际字高一些

８． 如图所示，将一支筷子插人水中，从水面上所看到的现象应该是（ ）

能力提高

９． 岸上的人看水中的物体会感觉到物体的位置比实际位置浅一些，我们知道这是由光的折

射引起的，如果人在水中看岸上的物体，会是什么样呢？请你利用光路的可逆性大胆证实自己

的想法。

１０． 小宇在学习光的折射以后，知道光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入

射角。但同时他又想到水和玻璃是两种不同的介质，光从空气中以相同的入射角分别射入水

和玻璃中时，折射角是否相同呢？小宇用实验的方法对这一问题进行了探究。请问：

（１）小宇提出的问题是：

（２）你的猜想是：

（３）如果你是小宇，你将如何设计实验来对这一问题进行探究。写出你所需要的器材及

实验的操作步骤。

１１． 小明同学在做光的折射实验时，用激光笔把光射到容器底部，如图所示，当往容器中

倒水时，发现照在容器底部的光斑Ｓ发生了移动。根据你的判断，光斑将向什么方向移动？

实际做一做，证实你的猜想。

【试题答案】

平面镜成像

１． ３；１．６；７；１．６

２． 玻璃板；可以看见镜子后面的蜡烛；透过玻璃看到镜子后面的蜡烛和像重合

３． 平面；凸面镜；发散；凹面镜；会聚

４． Ｂ ５． Ｃ ６． Ｃ ７． Ｄ ８． 略

９． 潜望镜

１０． 无数根筷子；无数次成像

１１． 根据平面镜成像的特点，点燃的蜡烛所形成的像与装水的玻璃杯重合，看起来就好像蜡烛在水中燃

烧。

１２． 将玻璃放在纸和花之间，使玻璃与桌面成４５°，眼睛与花在玻璃的同侧，透过玻璃观察花在纸上的

成像，用笔按纸上花的像描出。

１３．（１）潜望镜 （２）如图答。

提示：小和尚身上反射的太阳光经过两块平而镜的反射后射到老和尚的眼睛里，所以老和尚可以提前

知道小和尚回来。

光的折射

１． 偏折；折射；偏折

２． 折射

３． ０°；０°；０°

４． 高；折射

５． 反射；折射

６． 光的折射

７． Ｄ ８． Ｄ ９． 高

１０．（１）光从空气以相同的入射角分别射入水和玻璃中时，折射角是否相同？

（２）不相同。

（３）让一束平行光同时射到高度相同的水面和玻璃砖表面，观察折射光线是否平行。

１１． 向左移动，因为光从空气进入水中时要发生折射，且折射角小于入射角。