北 京 四 中
年 级：高 三 科 目：物 理 期数：0103
编稿老师：李建宁 审稿老师：李建宁 录入：申容
一、本周内容：几何光学
二、重点：
1、光的直线传播，光速
2、光的反射定律
3、平面镜成像作图和规律
4、光路可逆性原理
三、讲解：
1、光的直线传播、光速
（1）光源、光束、光线；
（2）光在同一种均匀媒质中沿直线传播；
（3）实例：影的形成（本影半影），日食、月食、小孔成像；
（4）光在真空中传播速度，C=米/秒，可取C=3.00×108米/秒，光在其它媒质中小于C。
（5）光速的测定。
2、光的反射现象：
当光从一种媒质射入另一种媒质，在两种媒质的界面上改变方向，一部分光返回原来媒质的现象——光的反射。
无论透明或不透明物在其表面均可发生光的反射。
3、反射定律；
AO为入射光线；
OB为反射光线；
OO'为法线；
α为入射角，β为反射角。
（1）反射光线跟入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧。
（2）反射角等于入射角。
反射定律解决了如何根据入射光线来确定反射光线，说明反射光线是唯一确定的。
4、光路可逆：
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根据反射定律，沿反射光线入射介面则沿原入射光线返回原介质。
5、镜面反射和漫反射。
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（1）镜面反射：平滑表面，当平行光入射即入射角相同，根据反射定律它们的反射角也相同，那么将沿相同方向反射。
（2）漫反射：表面粗糙不平，平行光入射后在每一个微小区域根据反射定律反射光线向不同方向反射。
6、平面镜
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（1）控制光路：
原路返回 改变900 阳光进深井
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（2）平面镜成像
S'为S的像 A'B'为物AB的像
虚像：不是光线的实际交点，而是光线反向延长线的交点。
成像作图——规范，步骤
成像特点：1）平面镜成像是虚像；
2）像和物对平面镜是对称；即
物与像到镜等距
正立、等大小。
（3）平面镜不改变光束性质
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平行光束 会聚光束 发散光束
7、例题：
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1）如图光线A射到平面镜上，O为入射点，当平面镜绕过O点的与纸面垂直的轴转θ角时，反射光线B将转过角度多大？
分析：平面镜绕过O点与纸面垂直转过θ角时
法线转过θ角入射增加θ角。
根据反射定律：反射角等于入射角反射角也增加θ角则反射光线与入射光线之间夹角增加2θ反射光线将转过2θ。
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2）物体AB置于平面镜前，作图画出能从平面镜中看到物完整像的范围。
解：
①根据平面镜成像特点作物AB在镜中的像A'B'。
②连接A'M、A'N作射线为物A点射向镜边缘的入射光线的反射光线。
③连接B'M、B'N作射线为物B点射向平面镜边缘的入射光线的反射光线。
④重叠区域即为看到完整像的区域。
3）如图物体AB置于平面镜前，P为平面镜前一点，画出在P点观察到AB在平面镜中完整像时镜面在竖直方向的有效长度。
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解：
①根据平面镜成像特点作物AB在镜中像A'B'。
②连接A'P确定A点射向平面镜的光线经平面镜反射后过P点的反射光线及与镜交点M。
③连接B'P确定B点射向平面镜的光线经平面镜反射后过P点的反射光线及与镜交点N。
④连接AM、BN画出入射光线。
⑤MN段即为在P点从平面镜看AB完整像的有效长度。
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4）如图所示：AB表示一水平放置的平面镜，P1P2是水平放置的米尺（有刻度的一面朝着平面镜），MN是不透光屏，三者互相平行，屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即a、b之间透光的）某人眼睛帖米尺的小孔S（其位置见图），可通过平面镜看到米尺的一部刻度，试在图上用三角板作图求出可看到部分，并在P1P2上把这部分涂以标志。
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分析：由题意可知所要求解的是米尺某一段刻度出发的光线通过屏MN的缝ab之间经平面镜反射后，反射光线通过小孔S（即为人眼所看到）。为确定此束光线可根据光路可逆原理，将孔S看成一个“点光源”，由它发出的光线通过MN屏的缝ab后经平面镜反射后照亮米尺的部分便是所求解的部分刻度。
关键是确定光束两端的光线，可根据平面镜成像特点：物与像对平面镜的对称性。
作图：①作“点光源”S在平面镜中像S'；求屏在平面镜中的像M'N'。
②连接S'b交AB为O2并作射线交尺子P1P2上D点，即O2D为光束的一个边缘。
③连接S'a'并作射线交AB为O1，交尺子P1P2为C点，即O1C为光束的另一边缘。
④连接SO1、SO2为“点光源”的入射光线。
⑤尺子上的CD区域即为人通过S孔看到尺上刻度的区域。
四、练习
I、选择题：
1、如图所示，点光源发出的光垂直射到平面镜M上，经反射在正对着平面镜相距为
米的墙上有一光斑，若使光斑沿墙向上移动1米，平面镜M应以O点为轴转过的角θ度是（ ）
A、50 B、100 C、150 D、200
2、如图所示，两个平面镜互相垂直，入射光线AB经过两次反射后的反射光线为CD。若以两镜交线为轴交角不变，将镜转动100，入射光线AB经过两次反射的反射光线为C'D'，则光线C'D'与CD（ ）
A、相交成100角 B、相交成200角
C、相交成400角 D、不相交而同向平行
3、如图所示，水平桌面上一点光源S，平面镜M与桌面成300角。现保持光源不动，平面镜M以速度v竖直方向向上平动，则点光源S在平面镜中的像将（ ）
A、以速度v运动，方向与v相同
B、以速度2v运动，方向与v相同
C、以速度v运动，方向与v相同
D、以速度
v运动，方向与v相同
E、以上说法均不正确
II、画图题
1、如图所示，电线杆AE前有一水池，某人站在D点，用作图法画出此人通过面看到的电线杆的部分。
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2、如图所示，在平面镜的同侧有两个点P点和Q点，现在P点放一点光源，画出从P点发出的经平面镜反射后恰好通过Q点的那条光线。
3、如图所示，BC为一障碍物，BC的正上方天花板上有平面镜M，画出观察者在A点通过平面镜M能看到BC右边地面上那部分像。
III、计算题
1、如图所示，平面镜OM1与OM2相交，其夹角为θ，P为OM1上一点，光线从P点出发对OM2的入射角i=500，经四次反射后其光线跟OM2平行。求θ角等于多少？
2、某人身高1.80米，眼离头顶距离为10厘米。他站在竖直墙所挂的平面镜前，需要看到自己全身像，那么镜子的有效高度为多少？镜的有效部分的下边缘离地多高？
3、在墙上挂着一个1米高的平面镜（镜的下边沿与人眼等高），人站在镜前2米的地方，如果人的头部保持不动，那么他在镜子里能够看到自己身后离镜面4米远的墙壁上多高一段范围？
五、参考答案：
I、1、C 2、D 3、E
II、
1 2
3
III、
1、Q=100，350
2、3米
3、0.9米，0.85米