單元主題:面鏡成像 【第 4-2
節】
光的反射
1.光的反射:光遇障礙物, 發生改變的現象 光遇障礙物,折回
的現象 光的反射,其偏折方向遵循光的 定律(水波、聲波、光波..)。
2.光的反射定律:光照射到 表面時均遵循:
(1)入射光、反射光分別在 線的兩側,且此三直線在同一平面 (2)入射角 反射角。( )
法線:與障礙物表面垂直的直線 入射角:入射光與 的夾角 反射角:反射光與 的夾角
3.光的反射定律示意圖:
(1)入射角≠0
時: (2)入射角=0時: 若入射光的入射角增加(減少)時,其反射角也隨之增加(減少)
若入射光與法線重合時,反射光循原路反射(反射角=入射角= ) 3.入射光與反射光性質比較 入射波與反射波都在同一介質,所以波速相同 (波速取決於 ,介質相同時波速就相同)
理化課堂講義(自然三)73
入射波 反射波
行進方向 波速 V
頻率 f 週期 T 波長 λ 振幅
鏡面反射 漫射
30°
4.光反射的類別:
(1)鏡面反射(單向反射):一束平行光照射在 平面時,其反射光彼此
。
(2)漫反射(漫射):一束平行光照射在 平面時,其反射光彼此 。 仍遵循反射定律:入射角=反射角
範例解說
1.左下圖 A、B 兩平面鏡互相垂直,入射光 Ⅰ與 A
夾30
度角,則:( )對 A
而言,入射角為多少度?(A) 30 (B) 60 (C) 90 (D) 120。( )A 的反射光對 B 而言,入射角為多少度? (A) 30 (B) 60 (C) 90 (D) 120。
若此光線於入射 B
平面鏡後之反射光Ⅱ,則入射光 Ⅰ與反射光Ⅱ,有何特徵?兩平面鏡垂直時,入射光 Ⅰ 與反射光 Ⅱ 彼此 。
2.如下表,一入射光遇到障礙面時發生反射,則回答下列問題,並完成反射光之光路:
圖(一) 圖(二)
入射角 度;反射角 度。
入射光與反射光夾角為 度。
垂直入射,循 反射。
入射角 度;反射角 度。
入射光與反射光夾角為 度。
反射光與障礙面夾角為 度。
3.附圖為光線反射之示意圖。與兩鏡面夾角為 120°,有一光線射向鏡面,且與鏡面之夾角為
40°,則:
光線射向鏡面 MO 時之入射角等於 度。
光線從鏡面 ON 反射時之反射角等於 度。
角度 θ
等於 度。 解析:三角形內角和= 度。
4.( )如附圖為某一入射光,經平面鏡反射後,光的行進路徑,則下列敘述何者正確?
(A)將平面鏡向左平移後,入射角會變小 (B)將平面鏡向右平移後,反射角會變大
(C)將平面鏡順時針轉動 20°後,反射角會變大
(D)將平面鏡逆時針轉動 20°後,入射角會變大。
解析:面鏡與法線 。
解析:(C)平面鏡順時針轉動 20°時:
入射角與反射角均 。 入射光不動。
反射光 時針轉 。
面鏡的種類
1.面鏡的種類與應用:以反射面的 來區分三類
鏡 鏡 鏡
理化課堂講義(自然三)75
⇒ 當平面鏡轉動 θ 角 入射光不動時 反射光需轉動 , : 角
鏡子
光滑的表面(湖面)
湯匙內側、手電筒 太陽爐、汽車車前燈
湯匙外側、汽車後視鏡 轉彎口(商店)反光鏡
平面鏡的成像
1.平面鏡成像性質討論:實驗法 平面鏡成像性質:
(1) (2) (3) (4) 。
2.平面鏡成像性質討論:作圖法
平面鏡成像性質:(成像規律: 立必虛像)
(1) (2) (3) (4) 。
◎
程序: 透明光碟盒立起,下方墊白紙 10 元銅幣放在盒蓋前方
眼睛自銅幣一側向盒方向看 可在異側紙上,看見銅幣的像
◎
觀察: 右手握筆將銅幣像畫出 觀察銅幣像與原幣有何異同
銅幣像上的耳朵是右邊或左邊 像與到盒蓋的距離關係
原幣遠離透明板時,像如何移動
法 : 法 :
3.反射面性質與成像 表面光亮而平滑的表面,成像愈 。
範例解說
1. ( )如圖,甲、乙、丙三點位於一平面鏡前,E
點為眼睛所在處。則眼睛可從平面鏡中看到哪 幾個點的像?
(A)丙 (B)甲、乙
(C)乙、丙 (D)甲、乙、丙。
※
法 解題原則 ; ; 。※
法 解題原則 ; ; 。2. ( )一表面無數字之時鐘掛於牆上,平面鏡內所見時鐘之像所指示之時間為 4
時15
分,如附圖所示,則此時之正確時間應為:(A) 4
時15
分 (B) 8時45
分 (C) 7時45
分 (D) 3
時22
分 。 解題原則:從 看或相加 小時。
3.( )桌面上有一直立的平面鏡,鏡前平放一張 印有「自然」字樣的白紙如上圖。若從
理化課堂講義(自然三)
虛像的性質:
是作圖法中光 線的交點 眼睛可見但不能成像在紙屏上
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鏡子正前方觀察,下列哪一個是「自然」字樣在鏡中所呈的像?
(A) (B) (C) (D)
4.阿華站在有二面平面鏡的房間中,如下圖,若各經一次反射且忽略鏡子的厚度,則:
阿華與 A
鏡中的像相距 公尺;阿華與B
鏡中的像相距 公尺。 若阿華向西邊的鏡子移動 1
公尺時,則: A
鏡中像,會向 方移動 公尺;此時人與像距離變化如何? (增加、 減少) 公尺。
B
鏡中像,會向 方移動 公尺;此時人與像距離變化如何? 。 解析用圖:依『物距=像距』,找像點
5.小華身高 170
公分、眼睛距頭頂 6公分,今欲懸掛一平面鏡,能夠看見其全身像,則所需
最小鏡長為 X
公分,鏡底距離地面為Y
公分,則:X= ,Y= 。實像的性質:
是作圖法中實際光線的交點 眼睛可見,亦能成像在紙屏上
解析: 最小鏡長: 。 鏡底長: 。
凹面鏡的成像(成像規律:正立必 像;倒立必 像)
玫瑰花緊靠凹面鏡時 人往湯匙內側看
看見 。 看見 。
1.凹面鏡(反射面為 面)成像:
(1)當光源在無窮遠( )時:入射光線為 。 :與凹面鏡中心點垂直的直線
成像口訣: 。 成像性質:
像的實虛: 。
像的位置:在 側的 上,稱為 。 像的大小: 。
理化課堂講義(自然三)79
成像口訣: 的入射光,反射光會 。 應用:奧運聖火點燃、法國歐德洛太陽爐、小型太陽爐
(2)當光源在焦點上( )時:入射光線為 。 成像口訣: 。
成像性質:
像的實虛: 。 像的位置:在 。 像的大小: 。
成像口訣: 的入射光,反射光會 。 光的可逆性:
當物置 ¥ 處,像在 F 上
當物置 F 上,像在 ¥ 處 可說明光具有 性 應用:汽車車燈、手電筒、 探照燈
凸面鏡的成像(成像規律:虛像必 立)
人往湯匙外側看(凸面鏡) 看見 。 1.凸面鏡(反射面為 面)成像:
(1)成像性質: 成像恆為 。
虛像的性質:
是作圖法中虛擬光線延長的交點
往鏡中看時眼睛可見,但不能成像在紙屏上
凸面鏡
像的實虛: 像。(成像規律:正立必 像)
像的位置:在 。 像的大小: 。
2.凸面鏡的應用: 轉彎口反光鏡 汽車後視鏡
Objects in mirror are closer than they appear.,The mirror is: 。
3.曲面鏡示意圖:(成像規律:正立必 像)
像 像
凹凸面鏡組合(哈哈鏡)
面鏡的成像性質
理化課堂講義(自然三)81
範例解說
1.光線分別通過光學鏡片甲、乙、丙,其光路如下圖所示,則回答下列問題:
光學鏡片種類區分:甲,為 ;乙,為 ;丙,為 。 (A)平面鏡 (B)凸透鏡 (C)凹面鏡 (D)凹透鏡 (E)凸面鏡。
甲、乙、丙中,會產生「實像」者? ;會產生「虛像」者? 。 甲、乙、丙中,會產生「正立像」者? ;會產生「倒立像」者? 。 甲、乙、丙中,會產生「放大像」者? ;會產生「相等像」者? ;會 產生「縮小像」者? 。
甲、乙、丙中,會產生「正立虛像」者? 。
甲、乙、丙中,會產生「正立縮小虛像」者? ;會產生「正立相等虛像」者?
;
會產生「正立放大虛像」者? 。
甲、乙、丙中,會「會聚光」者? ;會「發散光」者? 。 甲、乙、丙中,是應用「光的反射」原理者? 。
手電筒、太陽爐,是 之應用;汽車後視鏡、道路反射鏡,是 之應用。
哈哈鏡,是應用甲、乙、丙中 與 之組合,而產生的趣味效果。
解析 光未穿透: 鏡。
平面鏡 凹面鏡 凸面鏡
應用原理 反射定律 反射定律 反射定律
光特性
成 像 性 質
正倒立 正立或倒立(隨物距而變)
像大小 放大、相等或縮小
(隨物距而變)
像實虛 虛像或實像(隨物距而變)
課程結束….
理化課堂講義(自然三)83