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[综合知识] 球面镜(凸面镜、凹面镜)

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发表于 2015-12-6 20:31:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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考点名称:球面镜(凸面镜、凹面镜)

  • 凸面镜定义:
    用球面的外侧作反射面的球面镜叫做凸面镜。

    凹面镜定义:
    凹面的抛物面镜,平行光照于其上时,通过其反射而聚在镜面前的焦点上,反射面为凹面,焦点在镜前,当光源在焦点上,所发出的光反射后形成平行光束,也叫凹镜,会聚镜。



  • 凸面镜:
    1. 原理:
        平行光线投射到凸面镜上,反射的光线将成为散开光线,如果顺着反射光线的相反方向延伸到凸面镜镜面的后面,可会聚并相交于一点,这一点就是凸面镜的主焦点(F),属虚性焦点   
         从物体的某一点(A)作一与主轴平行的直线为入射光线,入射光线到达球面镜镜面时,发生反射,反射后的方向相反的直线为反射光线,此反射光线必然通过主焦点(F)。
         从物体的同一点(A)通过镜面的曲率中心(C)的连线为副轴,此副轴与上述通过主焦点的反射光线发生相交的点(A′),即为该物体成像之处。

    顶点 镜面的中心点O称为镜的顶点。
    中心 球面的球心C称为镜面中心。
    主轴 连结顶点O与镜面中心的点划线。
    焦点 跟主轴平行的近轴光线射到球面上,反射光线会聚于主轴上一点,这一点称为焦点,用字母F表示。
    焦距 焦点到顶点的距离叫焦距,用字母f表示。
    作用 凸面镜具有发散作用。

    2. 应用:
        凸面镜应用较为广泛,可用于转弯镜、广角镜等,最为常见的就是倒车镜与哈哈镜,利用了对光发散的原理,可以扩大视野,从而更好地注意到后方车辆的情况。(汤匙的背面就相当于一个凸面镜,而正面凹下去的地方就相当于一个凹面镜)

    凹面镜:
    1. 成像原理:凹面镜的原理是反射成像。

    2. 成像规律:
          当物距小于焦距时成正立、放大的虚像,物体离镜面越远,像越大。当物距大于1倍焦距小于2倍焦距时,成倒立、放大的实像,当物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像,当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,物体离镜面越远,像越小。成的实像与物体在同侧,成的虚像与物体在异侧。
          凹镜不仅可以使平行光线汇聚于焦点,还能使焦点发出的光线反射成平行光。

    3. 焦距:
    物体位于凹球面镜球心外时,成倒立缩小的实像,像位于焦点与球心之间;
    物体位于焦点与球心之间时,成倒立放大的实像,像位于球心外侧;物体位于焦点以内时,成正立放大的虚像,像在镜面的另一侧。
    U=f时不成像。 焦距在镜面前圆心后,但不在R/2处。
    但如果入射光线是近轴光线,则可近似认为焦距在R/2处。

    4. 光学特点:
    (1)凹面镜上的反射现象都遵从光的反射定律。
    (2)平行于主轴的光线经凹面镜反射后,反射光线会聚于焦点处。凹面镜的焦点是实际光线的会聚点,因此是实焦点。
    (3)凹面镜对光线起会聚作用,因此焦距越小,会聚本领越大。
    (4)四条特殊光线:平行于主轴的光线经凹面镜反射后,会聚于焦点;过焦点的入射光线经反射后平行于主轴;过球面中心的入射光线沿原路反回;从顶点入射的光线与其反射光线关于主轴对称。

    5. 应用:
    (1)利用凹面镜对光线的会聚作用:太阳灶、台灯、电视卫星天线、雷达。
    (2)利用过焦点的光线经反射后成为平行于主轴的平行光:探照灯、手电筒以及各种机动车的前灯。 还有太阳能焊接机,医用头灯,反射式望远镜等。


  • 三种面镜的比较:
    平面镜凸面镜凹面镜
    反射面平面凸面凹面
    示意图
    对平行光的反射特点(1)既不会聚也不发散

    (2)光路可逆
    (3)遵守光的反射定律
    (1)有发散作用

    (2)F是虚焦点
    (3)光路可逆
    (4)遵守光的反射定律
    (1)有会聚作用

    (2)F是实焦点
    (3)光路可逆
    (4)遵守光的反射定律
    成像正立,等大虚像正立,缩小虚像正立,缩小的虚像
    应用梳妆打扮用的镜子汽车观后镜太阳灶等


  • 实像、虚像及其异同:
    1.实像物体上某点发出的光,经过面镜反射或透镜折射后的实际光线,如果是会聚的,其会聚点就是该点的实像点。镜前物体可以看成是由许多点组成的,对应于物体上每一个物点都有一个像点,这些像点就组成r 物体的实像。简单地说,实像是由实际光线会聚彤成的像。实像既可以用肉眼看到,义能被光屏接到。

    2.虚像物体上某点发出的光,经过面镜反射或透镜折射后的实际光线,如果是发散的,则它们不可能会聚,这时它们的反向延长线的交点,就是虚像点。对应于物体上每一个物点都有一个虚像点,这些虚像点就组成了物体的虚像。简单地说,虚像是由实际光线的反向延长线会聚形成的像。虚像只能用肉眼看到,不能用光屏接到。

    3. 实像与虚像的异同
    实像虚像
    不同点是否由实际光线会聚而成不是
    是否能用光屏接收到不能
    正立还是倒立倒立正立
    相同点都能用肉眼看到,都可以是放大,缩小或等大的


  • 影子和倒影:
        影子和倒影影子(如图甲)是南于光在均匀介质中沿直线传播形成的,由于光线被不透明物体所遮挡,在不透明物体的后面形成一个光线达不到的区域,这就是所说的影子;倒影(如图乙)是平面镜成的虚像,水面相当于平面镜,岸边的景物在水中成虚像,这就是所说的倒影。

  • 题文
    伦敦奥运会圣火于5月11日在奥运会发源地--希腊奥林匹亚的赫拉神庙前利用凹面镜点燃,如图所示.利用凹面镜采集圣火的过程属于下列哪种光现象?(  )
    A.光的直线传播B.光的反射
    C.光的色散D.光的折射


    题型:单选题难度:中档来源:不详




    答案
    B






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