浅析平面镜成像原理

吉美存

《平面镜》是苏科版教材第三章第四节的内容，而本节内容的重点“平面镜成像”是初中物理光学部分的重點知识之一，由于以往生活经验的影响，学生在学习平面镜成像的原理——光的反射时，常常会出现记住了原理但却不理解的现象。在“探究平面镜成像的特点”这一学生实验中，我们通过利用“茶色玻璃板代替平面镜”这一方法顺利的确定了像的位置，利用“两个一模一样的棋子”来比较像与物的大小关系，借助刻度尺确定了像距和物距的关系，利用一张白色光屏证明了平面镜所成的像为虚像，从而总结得到了平面镜成像的特点遵循如下几个特点：①平面镜所成的像为虚像;②像和物大小相等;③像与物到平面镜的距离也相等;④像与物相对于镜面对称。但在教学中我们发现：学生始终不明白“平面镜成像”怎么就和“光的反射”扯上关系了呢？因此为了解决这一问题，本文从以下两个方面详细分析和论证“平面镜成像的原理”为什么是“光的反射”？

一、光的反射——人眼看到平面镜成像的原因

我们说人眼要看到某个物体，必须满足这个物体发出的光（或反射的光）进入人眼这个条件才行。如图A所示，蜡烛发出的光线射入人眼，人就看到了蜡烛。那么人是如何看到蜡烛通过平面镜所成的虚像的呢？如图B所示，以从蜡烛上A点发出的两条光线为例，他们经平面镜反射后变成发散光线射入人眼，人眼根据“光沿直线传播”的经验，感觉光线是从这两条反射光线的反向延长线的会聚点A'点射过来进入人眼的;与图A相比，这两种情况引起的视觉感受相同，人就会感觉到在A'处有一个“发光点”，这个发光点就是蜡烛上A点的像，而实际的发光点在A处，进入人眼的是其反射后的光线。同理，蜡烛上的其他点也都能通过平面镜产生对应的像点，这些像点的集合就组成了蜡烛通过平面镜所成的像。综上所述，蜡烛通过平面镜所成的像上并没有光发出，我们所看到的像是由射入人眼的反射光线的反向延长线的交点引起的视觉感受，并非实际光线会聚而成，所以平面镜成像是由于光的反射，所成像为虚像。

二、光的反射——证明了平面镜成像的特点

如右图，以从蜡烛上A点发出的两条入射光线AO和AB为例，依据光的反射定律做出其对应的反射光线，反向延长两反射光线交于A'点，即为A点的像点，连接A、A'点，标出图中的所有角如图所示，利用几何关系可以证明如下：因为∠β=∠α，∠β=∠3，所以∠α=∠3，所以∠1=∠2，∠BOA=∠BOA'，同理：∠4=∠5，BO为公共边，根据全等三角形判定定理ASA，所以△ABO≌△A'BO，所以AB=A'B。由此，因为AB=A'B，∠4=∠5，BD为公共边，根据全等三角形判定定理SAS，所以△ABD≌△A'BD，AD=A'D，∠BDA=∠BDA'=90°，由此证明了平面镜成像时，“像”和“物”二者大小相等，像与物到平面镜的距离也相等;二者连线被平面镜垂直且平分，所以像与物相对于镜面对称。

综上所述，无论是看到平面镜成像的原因，还是成像的特点，其证明都依赖于光的反射，因此我们说：平面镜成像的原理是光的反射。

【参考文献】

[1]刘炳昇，李容.苏科版八年级上册《物理》[M].江苏科学技术出版社，2012年6月第3版

（江苏省南京市雨花台中学春江分校）