平面鏡成像

鏡子中的影像叫虛像。鏡子裏的影像就叫平面鏡成像，經常被縮寫為鏡像。

反射面是光滑平面的鏡子叫平面鏡，最好使用玻璃等可使光透過的鏡子。

但在實驗中，我們常用薄玻璃板來代替平面鏡。因為採用玻璃板代替平面鏡，雖然成像不如平面鏡清晰，但卻能在觀察到A蠟燭的像的同時，也能觀察到B蠟燭，巧妙地解決了確定像的位置和大小的問題。為了更清晰的看到“鏡”中的像，我們要求玻璃前的物體要儘可能的亮，而環境要儘可能的暗。而玻璃後的物體不需點亮，環境要儘可能的暗。所以平面鏡成像實驗適合在較暗的環境下進行。

平面鏡能改變光的傳播路線，但不能改變光束性質，即入射光分別是平行光束、發散光束、會聚光束時，反射後仍分別是平行光束、發散光束、會聚光束。

由物體任意發射的兩條光線，由平面鏡反射，射入眼睛。人眼則順着這兩條光線的反向延長線看到了兩條線的交點，即我們在平面鏡中看到的像，但是平面鏡後面是沒有物體的，所以物體在平面鏡裏成的是虛像（平面鏡所成的像沒有實際光線通過像點，因此稱作虛像）；無法在光屏上顯現，像距與物距大小相等，它們的連線跟鏡面垂直，它們到鏡面的距離相等，上下相同，左右相反。成的是正立等大的虛像。（實際上是前後相反，但是教科書上是左右相反）

光的反射

由於平面鏡後並不存在光源(S)的對應點(S`)，進入眼光的光並非來自對應點(S`)，所以把(S`)稱為虛像。

照鏡子就是這樣的原理。可以説，只要利用到平面鏡，就一定是鏡面反射。鏡子裏的影像就叫平面鏡成像，經常被縮寫為鏡像。

平面鏡中的像是由光的反射光線的延長線的交點形成的，所以平面鏡中的像是虛像。虛像與物體等大，距離相等。像和物體的大小相等。所以像和物體對鏡面來説是對稱的。

根據平面鏡成像的特點，像和物的大小，總是相等的。無論物體與平面鏡的距離如何變化，它在平面鏡中所成的像的大小始終不變，與物體的大小總一樣。但由於人在觀察物體時都有“近大遠小”的感覺，當人走向平面鏡時，視覺確實覺得像在“變大”，這是由於人眼觀察到的物體的大小，不僅僅與物體的真實大小關於，而且還與“視角”密切相關。從人眼向被觀察物體的兩端各引一條直線，這兩條直線的夾角即為“視角”，如果視角大，人就會認為物體大，視角小，人就會認為物體小。當人向平面鏡走近時，像與人的距離小了，人觀察物體的視角也就增大了，因此所看到的像也就感覺變大了，但實際上像與人的大小始終是相等的，這就是人眼看物體“近大遠小”的原因。這正如您看到前方遠處向您走來一個人一樣，一開始看到是一個小黑影，慢慢變得越來越大，走到您面前時更大，其實那一個小黑影和走到您面前的人是一樣大的，只是因為視覺的關係，平面鏡成像的像和物關於鏡面對稱，因此人逐漸靠近鏡面。像也一定逐漸靠近鏡面，人的感覺是“近大遠小”，這是一種視覺效果。

1.平面鏡所成的像的大小與物體的大小相等。

2.像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與鏡面垂直。

（常簡述為：平面鏡所成的像與物體關於鏡面對稱。）

3.平面鏡所成的像是虛像。

平面鏡成像的特點一般情況下只要是平面鏡成像，都是利用了光的反射定律。太陽或者燈的光照射到人的身上，被反射到鏡面上（注意：這裏是漫反射，不屬於平面鏡成像）。平面鏡又將光反射到人的眼睛裏，因此我們看到了自己在平面鏡中的虛像。（這才是平面鏡對光的反射）。 平面鏡中的像是由光的反射光線的延長線的交點形成的，所以平面鏡中的像是虛像。虛像與物體等大，距離相等。像和物體的大小相等。所以像和物體對鏡面來説是對稱的。 根據平面鏡成像的特點，像和物的大小，總是相等的。無論物體與平面鏡的距離如何變化，它在平面鏡中所成的像的大小始終不變，與物體的大小總一樣。但由於人在觀察物體時都有“近大遠小”的感覺，當人走向平面鏡時，視覺確實覺得像在“變大”，這是由於人眼觀察到的物體的大小，不僅僅與物體的真實大小有關，像是光反射的形成的。（光路擁有可逆性）注：人的高度高於平面鏡時，無法完全看到自身在平面鏡中的像。

實驗中的問題：

1 用薄玻璃板代替平面鏡——便於找到像的位置；

2 用相同相等的物體（蠟燭）——便於比較物像大小；

3 玻璃板豎直放置——讓像呈在桌面上方；

4 實驗室光線較暗——便於觀察；

5 多次改變物體（蠟燭）位置——便於找到普遍規律。

6 刻度尺——測量像到平面鏡的距離。

7 使用鍍膜玻璃板代替普通玻璃板——增強光的反射，使像更亮。

實驗：

【儀器和器材】

蠟燭，12 cm×15 cm透明玻璃片（最好用貼有反光膜的汽車用玻璃），木塊或其他能使玻璃板立起的物體。

【實驗方法】

1.在桌面鋪上一張大紙（最好是格子紙），紙上豎立一塊玻璃板，作為平面鏡。沿着玻璃板在紙上畫一條直線，代表平面鏡的位置。

2.把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板後面的像。

3.再拿一隻外形相同，但不點燃的蠟燭，受理的放在玻璃板後面移動，直到看上去它跟前面那支蠟燭的像完全重合。

4.這個位置是前面那隻蠟燭的像的位置。在紙上記下這兩個位置。實驗時注意觀察蠟燭的大小和它相等大小是否相同。

5.移動點燃的蠟燭，重新做實驗。

6.用直線把每次實驗中蠟燭和它的像在紙上的位置連起來，並用刻度尺分別測量他們到玻璃板的距離，將數據記錄下來，並且分析。可得出平面鏡成像的規律與特點。

【實驗技巧】

做實驗時方格紙上的記號，應將物體的整個底部形狀畫出。

【實驗方法】

本實驗總方法：實驗歸納法。

等效替代法：用未點燃的蠟燭代替點燃的蠟燭，再與點燃蠟燭的像對比。（用不發光物體需在較亮的環境下或用光源照亮物體）

注：此實驗的物是不包含燭焰的蠟燭

平面鏡在各行各業中都有廣泛的應用。醫生用來檢查牙齒的小鏡就是平面鏡，早期軍事上的潛望鏡主要是由兩塊平面鏡組成的。

如果把許多平面鏡按照一定的規律排列起來，就可以把太陽光反射後匯聚到同一個位置，從而利用太陽光能來發電。這就是塔式太陽能電站的原理。

從物點作任意兩條入射光線，根據反射定律作其反射光線，兩反射光線的反向延長線的焦點即是像點。

作物點到鏡面的垂線，在此垂面上鏡面的另一側截取與物點到鏡面距離相等的點為虛像點。