初中物理知識(shí)點(diǎn):球面鏡(凸面鏡、凹面鏡)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

凸面鏡定義:
用球面的外側(cè)作反射面的球面鏡叫做凸面鏡。

凹面鏡定義:
凹面的拋物面鏡,平行光照于其上時(shí),通過其反射而聚在鏡面前的焦點(diǎn)上,反射面為凹面,焦點(diǎn)在鏡前,當(dāng)光源在焦點(diǎn)上,所發(fā)出的光反射后形成平行光束,也叫凹鏡,會(huì)聚鏡。



凸面鏡:
1. 原理:
平行光線投射到凸面鏡上,反射的光線將成為散開光線,如果順著反射光線的相反方向延伸到凸面鏡鏡面的后面,可會(huì)聚并相交于一點(diǎn),這一點(diǎn)就是凸面鏡的主焦點(diǎn)(F),屬虛性焦點(diǎn)
從物體的某一點(diǎn)(A)作一與主軸平行的直線為入射光線,入射光線到達(dá)球面鏡鏡面時(shí),發(fā)生反射,反射后的方向相反的直線為反射光線,此反射光線必然通過主焦點(diǎn)(F)。
從物體的同一點(diǎn)(A)通過鏡面的曲率中心(C)的連線為副軸,此副軸與上述通過主焦點(diǎn)的反射光線發(fā)生相交的點(diǎn)(A′),即為該物體成像之處。

頂點(diǎn) 鏡面的中心點(diǎn)O稱為鏡的頂點(diǎn)。
中心 球面的球心C稱為鏡面中心。
主軸 連結(jié)頂點(diǎn)O與鏡面中心的點(diǎn)劃線。
焦點(diǎn) 跟主軸平行的近軸光線射到球面上,反射光線會(huì)聚于主軸上一點(diǎn),這一點(diǎn)稱為焦點(diǎn),用字母F表示。
焦距 焦點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離叫焦距,用字母f表示。
作用 凸面鏡具有發(fā)散作用。

2. 應(yīng)用:
凸面鏡應(yīng)用較為廣泛,可用于轉(zhuǎn)彎鏡、廣角鏡等,最為常見的就是倒車鏡與哈哈鏡,利用了對(duì)光發(fā)散的原理,可以擴(kuò)大視野,從而更好地注意到后方車輛的情況。(湯匙的背面就相當(dāng)于一個(gè)凸面鏡,而正面凹下去的地方就相當(dāng)于一個(gè)凹面鏡)

凹面鏡:
1. 成像原理:凹面鏡的原理是反射成像。

2. 成像規(guī)律:
當(dāng)物距小于焦距時(shí)成正立、放大的虛像,物體離鏡面越遠(yuǎn),像越大。當(dāng)物距大于1倍焦距小于2倍焦距時(shí),成倒立、放大的實(shí)像,當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí),成倒立、等大的實(shí)像,當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí),成倒立、縮小的實(shí)像,物體離鏡面越遠(yuǎn),像越小。成的實(shí)像與物體在同側(cè),成的虛像與物體在異側(cè)。
凹鏡不僅可以使平行光線匯聚于焦點(diǎn),還能使焦點(diǎn)發(fā)出的光線反射成平行光。

3. 焦距:
物體位于凹球面鏡球心外時(shí),成倒立縮小的實(shí)像,像位于焦點(diǎn)與球心之間;
物體位于焦點(diǎn)與球心之間時(shí),成倒立放大的實(shí)像,像位于球心外側(cè);物體位于焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí),成正立放大的虛像,像在鏡面的另一側(cè)。
U=f時(shí)不成像。 焦距在鏡面前圓心后,但不在R/2處。
但如果入射光線是近軸光線,則可近似認(rèn)為焦距在R/2處。

4. 光學(xué)特點(diǎn):
(1)凹面鏡上的反射現(xiàn)象都遵從光的反射定律。
(2)平行于主軸的光線經(jīng)凹面鏡反射后,反射光線會(huì)聚于焦點(diǎn)處。凹面鏡的焦點(diǎn)是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn),因此是實(shí)焦點(diǎn)。
(3)凹面鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用,因此焦距越小,會(huì)聚本領(lǐng)越大。
(4)四條特殊光線:平行于主軸的光線經(jīng)凹面鏡反射后,會(huì)聚于焦點(diǎn);過焦點(diǎn)的入射光線經(jīng)反射后平行于主軸;過球面中心的入射光線沿原路反回;從頂點(diǎn)入射的光線與其反射光線關(guān)于主軸對(duì)稱。

5. 應(yīng)用:
(1)利用凹面鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用:太陽(yáng)灶、臺(tái)燈、電視衛(wèi)星天線、雷達(dá)。
(2)利用過焦點(diǎn)的光線經(jīng)反射后成為平行于主軸的平行光:探照燈、手電筒以及各種機(jī)動(dòng)車的前燈。 還有太陽(yáng)能焊接機(jī),醫(yī)用頭燈,反射式望遠(yuǎn)鏡等。

三種面鏡的比較:
































平面鏡凸面鏡凹面鏡
反射面平面凸面凹面
示意圖
對(duì)平行光的反射特點(diǎn)(1)既不會(huì)聚也不發(fā)散

(2)光路可逆
(3)遵守光的反射定律
(1)有發(fā)散作用

(2)F是虛焦點(diǎn)
(3)光路可逆
(4)遵守光的反射定律
(1)有會(huì)聚作用

(2)F是實(shí)焦點(diǎn)
(3)光路可逆
(4)遵守光的反射定律
成像正立,等大虛像正立,縮小虛像正立,縮小的虛像
應(yīng)用梳妝打扮用的鏡子汽車觀后鏡太陽(yáng)灶等


實(shí)像、虛像及其異同:
1.實(shí)像物體上某點(diǎn)發(fā)出的光,經(jīng)過面鏡反射或透鏡折射后的實(shí)際光線,如果是會(huì)聚的,其會(huì)聚點(diǎn)就是該點(diǎn)的實(shí)像點(diǎn)。鏡前物體可以看成是由許多點(diǎn)組成的,對(duì)應(yīng)于物體上每一個(gè)物點(diǎn)都有一個(gè)像點(diǎn),這些像點(diǎn)就組成r 物體的實(shí)像。簡(jiǎn)單地說(shuō),實(shí)像是由實(shí)際光線會(huì)聚彤成的像。實(shí)像既可以用肉眼看到,義能被光屏接到。

2.虛像物體上某點(diǎn)發(fā)出的光,經(jīng)過面鏡反射或透鏡折射后的實(shí)際光線,如果是發(fā)散的,則它們不可能會(huì)聚,這時(shí)它們的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn),就是虛像點(diǎn)。對(duì)應(yīng)于物體上每一個(gè)物點(diǎn)都有一個(gè)虛像點(diǎn),這些虛像點(diǎn)就組成了物體的虛像。簡(jiǎn)單地說(shuō),虛像是由實(shí)際光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚形成的像。虛像只能用肉眼看到,不能用光屏接到。

3. 實(shí)像與虛像的異同
























實(shí)像虛像
不同點(diǎn)是否由實(shí)際光線會(huì)聚而成不是
是否能用光屏接收到不能
正立還是倒立倒立正立
相同點(diǎn)都能用肉眼看到,都可以是放大,縮小或等大的


影子和倒影:
影子和倒影影子(如圖甲)是南于光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播形成的,由于光線被不透明物體所遮擋,在不透明物體的后面形成一個(gè)光線達(dá)不到的區(qū)域,這就是所說(shuō)的影子;倒影(如圖乙)是平面鏡成的虛像,水面相當(dāng)于平面鏡,岸邊的景物在水中成虛像,這就是所說(shuō)的倒影。


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