平面镜成像作图要点总结

平面镜成像作图要点总结

现在8年级正在学习光学，光的直线传播，光的反射和折射都已学完，很多同学对于画光路图还是不太习惯，稍微难一点不是画不出来就是丢三落四的丢分，不容易拿到满分。今天以下面这道平面镜成像难题为例子，讲一讲如何正确画光路图。

例题：如图，眼睛位于H点，点光源A发出的一束光线经平面镜反射3次后进眼睛，请画出光路图.

回顾画平面镜光路图要点

①光线一定要带箭头，同时注意方向

②法线要用虚线，法线与垂直的镜面要标注垂直符号

③入射角、反射角都是光线与法线的夹角，且反射角=入射角

④反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置

⑤反射光线和入射光线与平面镜的夹角相等

⑥平面镜转过α角，反射光线和入射光线夹角就转过2α

⑦画平面镜时，一定要用斜线标注出背面涂层

⑧入射光线与平面镜垂直时，入射角和反射角都是0°，而不是90°

⑨像、物关于镜面对称，注意像与入射点的连线为虚线

分析：点光源A发出的一束光线经平面镜反射3次后进眼睛，分三种情况一种是光束先在平面镜DE上反射（标记为红色线），一种是光束先在平面镜BC上反射（标记为为绿色线），光束先在平面镜GF上反射（标记为紫色线）。

光束先在平面镜DE上反射时，先找到A在DE中的像的位置A1，也就是A关于DE的对称点A1，然后根据A1的位置，A1只有在平面镜BC中才有像，找到像A2的位置，最后找到A2在GF中的像A3。这样光束就反射了3次，光线进入眼睛，看起来就像是从A3发出的，所以连接HA3注意标箭头方向指向眼睛，实际光线画实线，其余的画虚线。找到了一个入射点，画出法线，连接该入射点和A2，标箭头方向，再找到交点，画法线，连接入射点和A1，标箭头方向，再找到交点，画法线，连接入射点和A，标箭头方向。这样就画好了第一种情况。

再按照同样的方法画出其余的两种情况。注意图示中没有标记光线的箭头，也没有在发现与平面镜的垂足处标记垂直符号。此外，还应该将每一对像和用虚线物相连，与相应的平面镜活期延长线相交，交点处也画上垂直符号。

观察可以发现第一种情况（标记为为红色线）经过平面镜反射的顺序为DE-BC-GF；第二种情况（标记为为绿色线）经过平面镜反射的顺序为BC-DE-BC；第三种情况（标记为为紫色线）经过平面镜反射的顺序为GF-BC-GF；

值得注意的是，具体有几种情况，一定要仔细分辨，不只是和平面镜以及点光源，眼睛的位置有关，和平面镜的大小也有关系，比如题中平面镜BC略长一些，如下图，那么就至少还有第四种情况（标记为为棕色线）经过平面镜反射的顺序为DE-BC-DE。

特别的地方在于，调整一切可以调整的，点光源A发出的一束光线经平面镜反射3次后进眼睛，最多有多少种情况呢？有点它类似于排列组合中的传球游戏，把光子想成小球，把3个平面镜想成甲乙丙三个人，因为自己不能给自己传球，所以理论上情况的上限是可以计算的，但这仍然很复杂，简单的说具体有几种画法对初始条件比较敏感。如果不精确的凭着感觉歪歪斜斜的粗略的画到草纸上，那么就有可能多了或少了几种画法。

练习时最好将相同的图形打印到几张A4纸上，正反面各打印一个该图形，然后重复的画，画错的也要摆在一边边引以为鉴，体会作图的顺序和依据，探索所有可能的情况，强烈建议面只画一种情况，几种情况划到同一张纸上不用彩笔看不出来，用了彩笔能看出来不过就是太乱了，密集的点线使画面特别不友好。此外还可以根据光路的可逆性做眼睛在平面镜中的像，合理运用这样的方法，能缩小画出的图整体尺寸，以防纸上画不下巨大的光路图。今天的分享就到这里，你有没有试着画一画呢？