题文
在地质考察中发现一个溶洞,洞内有一块立于水中的礁石,如图14-1-14所示.为了能在洞外对礁石进行观察,必须用灯光对它照明.若利用水面反射来照明,则灯应放在什么位置才有可能照亮全部礁石?
图14-1-14
题型:未知 难度:其他题型
答案
根据光路可逆原理,只要在洞外能观察到AB完整像的范围内打灯光,就能照亮全部礁石.而能观察到完整像的范围应当是像A′B′和溶洞及其倒影组成的相关光锥内,即下图中的阴影部分.值得指出的是这里不是以“镜”为界,而是以“屏障”为界构成光锥.
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解析
(1)由反射定律知道,物点到平面镜的入射光束经镜面反射后的出射光束是发散光束,形成虚像.物与像关于镜面对称,物体通过平面镜成等大的、正立的虚像.利用平面镜成像特点,可以先用对称性找到虚像,然后再补画必要的入射光线和反射光线.
(2)平面镜成的像有一定的观察范围,点光源S发出的光线经平面镜反射形成虚像S′,S′对人眼来说是一个新的点光源.但这个“点光源”与真正的点光源是有区别的,真正的点光源发出的光在空间任何范围都能接收到,而S′“发出”的光仅在反射光范围内才能接收到.好像是房间中的“光源”,S′发出的光只能通过平面镜这个“窗口”射出,人眼只能通过平面镜这个“窗口”才能看到房间中的“点光源”S′.在确定观察范围时,应先确定反射光线的边界线.
考点
据考高分专家说,试题“在地质考察中发现一个溶洞,洞内有一块立于.....”主要考查你对 [光的反射定律 ]考点的理解。
光的反射定律
光的反射定律:
1、光的反射现象:光线入射到两种介质的界面上时,其中一部分光线在原介质中改变传播方向的现象。
2、光的反射定律:
①反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居于法线两侧;反射角等于入射角。
②反射定律表明,对于每一条入射光线,反射光线是唯一的,在反射现象中光路是可逆的。
3、平面镜成像
①像的特点:平面镜成的像是正立等大的虚像,像与物关于镜面为对称。
②光路图作法:根据平面镜成像的特点,在作光路图时,可以先画像,后补光路图。
③充分利用光路可逆:在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。(眼睛在某点A通过平面镜所能看到的范围和在A点放一个点光源,该电光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。)


