Какими свойствами обладает изображение в плоском зеркале
Мы уже рассмотрели, что матовая поверхность при отражении от шероховатостей дает диффузное или рассеянное отражение, при котором нарушается параллельность падающих лучей.
Если же поверхность, на которую падают параллельные лучи, отражает их так, что после отражения они остаются параллельными, то мы эту поверхность можем называть зеркальной, или плоским зеркалом. Значит, плоское зеркало – это поверхность зеркально отражающая свет. Зеркальное отражение дает плоская поверхность воды, плоская поверхность витрины магазина и плоское зеркало, изготовленное искусственно из плоского листа стекла, одна из поверхностей которого покрыта слоем серебра и закрашена.
Проведем опыт (1). Человек сидит за столом и рассматривает себя в большом зеркале. Таким ли Вас видят другие, каким Вы видите себя в зеркале?
Где находится изображение руки: на поверхности зеркала или за зеркалом? Человек пошевелил левой рукой, какой рукой пошевелило изображение? Покачали головой слева-направо, что сделало изображение? Сделаем вывод: нет, не таким видят Вас окружающие:
• если у Вас родинка на левой щеке, то у изображения родинка на правой щеке;
• изображение руки или на поверхности зеркала, или где-то еще, но не за зеркалом. Посмотрев за зеркало, убеждаемся, что там ничего нет;
• пошевелили левой рукой, а изображение пошевелило правой рукой;
• покачали головой слева – направо, а изображение покачало справа – налево,
• плоское зеркало преобразует «правое» в «левое» и наоборот,
• «верх» и «низ» местами не меняются.
Все зеркала можно отнести к приборам, которые изменяют направление распространения или конфигурацию светового пучка. При рассмотрении закона отражения, мы говорили, что падающий и отраженный лучи можно поменять местами. Но мы всегда должны иметь ввиду, что падающим пучком будет всегда тот, в вершине которого находится светящаяся точка, из которой исходят лучи света, а отраженный пучок такой вершины нет имеет. Точки, в которых пересекаются световые лучи (или их продолжения), исходящие из точечного источника света, называются изображениями этого источника.
Проведем опыт (2). На столе закрепим на штативе плоское зеркало. Перед зеркалом поставим (на расстоянии 30-40см) свечу и зажжем ее. В зеркале увидим изображении свечи. Заглянув за зеркало, убедимся, что свечи там нет. Но мы можем продолжить опыт. Зажжем точно такую же свечу и поместим за зеркало ее в том месте, где видим изображение свечи (это можно сделать, слегка подглядывая за зеркало и перемещая свечу до тех пор, пока не удастся установить именно в том месте, где видим изображение). Измерим расстояние от свечи до зеркала (например, 40см) и от зеркала до изображения (получим то же 40 см).
Сделаем вывод: в плоском зеркале изображение предмета –
– «мнимое», потому что его там нет, можем поставить экран -изображение отсутствует;
– прямое, потому что «верх» остается вверху;
– равное, потому что размеры предмета и размеры изображения равны;
– находится на таком же расстоянии от зеркала, на каком находится предмет перед зеркалом.
Построим изображение светящейся точки в плоском зеркале. Пусть у нас имеется плоское зеркало MN. Справа на расстоянии 2-3см рисуем светящуюся точку S. Проведем два падающих луча на зеркало (один под углом 30градусов, другой под углом 45 градусов). Проводим пунктиром перпендикуляры в точках падения и, согласно закону отражения, проводим отраженные лучи (не забываем показывать стрелками направления лучей). Видим, что отраженные лучи расходятся и не пересекутся. Глаз «мысленно продолжает их в противоположную сторону до пересечения», и видит изображение светящейся точки, как «мнимое» в точке S1. Соединим точки S и S1 прямой. Легко доказать, используя геометрию, что зеркало MN является осью симметрии для точек S и S1. Это мы будем использовать при построении изображения предмета в плоском зеркале.
Задание 1. Постройте изображение предмета АВ в плоском зеркале.
При построении используем свойство симметрии: перед вертикальным плоским зеркалом рисуем вертикальную линию, стрелкой показываем направление «вверх». Проводим сплошные линии до зеркала и продолжаем их пунктиром на равные расстояния и строим изображение пунктиром
Получаем А1 и В1 .
Делаем вывод: полученное изображение «мнимое», равное, прямое.
Задание 2. Покажите, как работает перископ.
Перископ – оптический прибор, в котором используются два плоских зеркала, обращенные друг к другу рабочими поверхностями, которые параллельны друг другу, но с осью трубы образуют угол 45 градусов. Это дает возможность, находясь в укрытии, наблюдать за объектами, расположенными намного выше наблюдателя. Перископами снабжены подводные лодки, что позволяет наблюдать за поверхностью моря, не поднимаясь на нее. Сегодня мы рассмотрели зеркальное отражение и плоское зеркало. Построили изображение светящейся точки в плоском зеркале, применили это для построения предмета в плоском зеркале и рассмотрели применение плоских зеркал на практике.
Источник
Цели урока:
– учащиеся должны знать понятие зеркало;
– учащиеся должны знать свойства изображения в плоском зеркале;
– учащиеся должны уметь строить изображение в плоском зеркале;
– продолжить работу по формированию методологических знаний и умений, знаний о
методах естественнонаучного познания и уметь применять их;
– продолжить работу по формированию экспериментальных исследовательских умений
при работе с физическими приборами;
– продолжить работу по развитию логического мышления учащихся, по формированию
умения строить индуктивные выводы.
Организационные формы и методы обучения: беседа, тест, индивидуальный
опрос, исследовательский метод, экспериментальная работа в парах.
Средства обучения: Зеркало, линейка, ластик, перископ, мультимедийный
проектор, компьютер, презентация (См. приложение 1).
План урока:
- Проверка д/з (тест).
- Актуализация знаний. Постановка темы, целей, задач урока вместе с
учащимися. - Изучение нового материала в процессе работы учащихся с оборудованием.
- Обобщение результатов эксперимента и формулирование свойств.
- Отработка практических навыков построения изображения в плоском зеркале.
- Подведение итогов урока.
Ход урока
1. Проверка д/з (тест).
(Учитель раздает карточки с тестом.)
Тест: Закон отражения
- Угол падения луча света на зеркальную поверхность равен 150.
Чему равен угол отражения?
А 300
Б 400
В 150 - Угол между падающим и отраженными лучами равен 200. Каким
будет угол отражения, если угол падения увеличится на 50?
А 400
Б 150
В 300
Ответы для теста.
| Номер задачи | Правильный вариант ответа |
| №1 | В |
| №2 | Б |
Учитель: Обменяйтесь своими работами и проверьте правильность
выполнения, сверив ответы с эталоном. Поставьте оценки, учитывая критерии оценок
(ответы записаны на обратной стороне доски).
Критерии оценок за тест:
на оценку “5” – все;
на оценку “4” – задача № 2;
на оценку “3” – задача № 1.
Учитель:Вам была на дом задача № 4 Упр.30 (учеб. Перышкин А.
В.) исследовательского характера. Кто справился с этим заданием? (Ученик
работает у доски, предложив свою версию.)
Текст задачи: Высота Солнца такова, что его лучи составляют с горизонтом
угол 400. сделайте чертеж (рис.131) и покажите на нем, как нужно
расположить зеркало АВ, чтобы “зайчик” попал на дно колодца.
2. Актуализация знаний. Постановка темы, целей, задач урока вместе с
учащимися.
Учитель:Сейчас вспомним основные понятия, изученные на
предыдущих уроках, и определимся с темой сегодняшнего урока.
Поскольку ключевое слово зашифровано в кроссворде.
| Вопросы к кроссворду: 1) попадание небесного объекта в тень другого объекта 2) область пространства, куда свет не попадает от светового источника 3) явление, с помощью которого мы можем видеть предметы, которые сами 4) ученый, основатель геометрии, писавший о прямолинейном 5) наука (раздел физики) о природе и свойствах света 6) линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света 7) свойство лучей, при котором падающий и отраженный луч могут |
Учитель:Какое ключевое слово получили? ЗЕРКАЛО.
Как вы думаете, какая тема сегодняшнего урока?
Да, тема урока: Зеркало. Построение изображения в плоском зеркале.
Откройте тетради, запишите число и тему урока.
Приложение. Слайд 1.
Учитель:На какие вопросы вы бы сегодня хотели получить ответы,
учитывая тему урока?
(Дети задают вопросы. Учитель подводит итог, ставя, таким образом, цели
урока.)
Учитель:
- Изучить понятие “зеркало”. Выявить виды зеркал.
- Узнать, какими свойствами оно обладает.
- Научиться строить изображение в зеркале.
Слайд 2.
3. Изучение нового материала в процессе работы учащихся с оборудованием.
Деятельность учащихся: слушают и запоминают материал.
Учитель:приступаем к изучению нового материала, следует
сказать, что зеркала бывают следующие:
Слайд 3.
Учитель:Сегодня мы более подробно изучим плоское зеркало.
Учитель:Плоским зеркалом (или просто зеркало)
называют плоскую поверхность, зеркально отражающую свет
Учитель: Запишите в тетрадь схему и определение зеркала.
Деятельность учащихся: выполняют записи в тетраде.
Учитель:Рассмотрим изображение предмета в плоском зеркале.
Вы все хорошо знаете, что изображение предмета в зеркале образуется за
зеркалом, там, где его на самом деле нет.
Как это получается? (Учитель излагает теорию, учащиеся принимают активное
участие.)
Слайд 4.
| S – точечного источника света MN – зеркальную поверхность На нее падают расходящиеся лучи SO, SO1, SO2 По закону отражения эти лучи отражаются под таким же углом: SO под углом 00, SO1под углом β1 = α1, SO2 под углом β2 = α2 В глаз попадает расходящийся пучок света. Если продолжить отраженные лучи за зеркало, то они сойдутся в точке S1. В глаз попадает расходящийся пучок света, как будто исходящий из точки S1. Эта точка называется мнимым изображением точки S. |
Слайд 5. (Экспериментальнаядеятельность учащихся.)
Опыт 1. У вас на столе имеется маленькое зеркало. Установите его в
вертикальном положении. Перед зеркалом на небольшом расстоянии расположите
ластик в вертикальном положении. А теперь возьмите линейку, и положите ее так,
чтобы ноль был у зеркала.
Задание. Прочтите вопросы на слайде и ответьте на них. (Вопросы части А.)
Учащиеся формулируют вывод: мнимое изображение предмета в плоском зеркале
находится на таком же расстоянии от зеркала, как и предмет перед зеркалом
Слайд 6. (Экспериментальнаядеятельность учащихся.)
Опыт 2. А теперь возьмите линейку, и расположите ее вертикально вдоль
ластика.
Задание. Прочтите вопросы на слайде и ответьте на них. (вопросы части Б)
Учащиеся формулируют вывод: размеры изображения предмета в плоском
зеркале равны размерам предмета.
Задания к опытам.
| Часть А |
|
| Часть Б |
|
Слайд 7. (Экспериментальнаядеятельность учащихся.)
Опыт 3. На ластике справа поставьте черту и разместите его снова перед
зеркалом. Линейку можно убрать.
Задание. Что вы увидели?
Учащиеся формулируют вывод: предмет и его изображения являются фигурами
симметричными, но не тождественными
4. Обобщение результатов эксперимента и формулирование свойств.
Учитель:ИТАК, эти выводы можно назвать свойствами плоских
зеркал, перечислим их еще раз и запишем в тетрадь.
Слайд 8. (Учащиеся записывают свойства зеркал в тетрадь.)
- Мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на таком же
расстоянии от зеркала, как и предмет перед зеркалом. - Размеры изображения предмета в плоском зеркале равны размерам
предмета. - Предмет и его изображения являются фигурами симметричными, но не
тождественными.
Учитель: Внимание на слайд. Решаем следующие задачи (учитель
спрашивает ответ у несколько ребят, а затем один учащийся излагает ход своих
рассуждений, опираясь на свойства зеркал).
Деятельность учащихся: активное участие в обсуждении анализа задач.
Слайд 9.
1) Человек стоит на расстоянии 2м от плоского зеркала. На каком расстоянии от
зеркала он видит свое изображение?
А 2м
Б 1м
В 4м
2) Человек стоит на расстоянии 1,5м от плоского зеркала. На каком расстоянии
от себя он видит свое изображение?
А 1,5м
Б 3м
В 1м
5. Отработка практических навыков построения изображения в плоском зеркале.
Учитель:Итак, что такое зеркало мы узнали, установили его
свойства, а теперь должны научиться строить изображение в зеркале, с учетом выше
указанных свойств. Работаем вместе со мной в своих тетрадях. (Учитель
работает на доске, учащиеся в тетради.)
Слайд 10.
| Правила построения изображения | Пример |
| Итак, изображение должно быть таким же по размерам, как и предмет, |
6. Подведение итогов урока.
Слайд 11.
Учитель: Применение зеркала:
- в быту (по нескольку раз в день мы проверяем, хороши мы выглядим);
- в автомобилях (зеркала заднего вида);
- в аттракционах (комната смеха);
- в медицине (в частности в стоматологии) и во многих других сферах,
особый интерес представляет перископ; - перископ (применяют для наблюдения с подводной лодки или из окопов),
демонстрация прибора, в том числе и самодельного.
Слайд 12.
Учитель:Вспомним, что мы сегодня изучили на уроке?
Что такое зеркало?
Какими свойствами оно обладает?
Как построить изображение предмета в зеркале?
Какие свойства учитываем при построении изображения предмета в зеркале?
Что такое перископ?
Деятельность учащихся: отвечают на поставленные вопросы.
Слайд 13.
Домашнее задание: §64 (учеб. Перышкин А. В. 8 класс), записи в тетради
изготовить перископ по желанию № 1543, 1549, 1551,1554 (задачник Лукашик В. И.).
Слайд 14.
Учитель: Продолжите фразу …
Рефлексия:
Сегодня на уроке я научился …
Сегодня на уроке мне понравилось …
Сегодня на уроке мне не понравилось …
Выставление оценок за урок (выставляют учащиеся, объясняя при этом, почему
ставят именно такую оценку).
Используемая литература :
- Громов С. В. Физика: Учеб. для общеобразоват. учеб. учреждений/
С. В. Громову, Н. А. Родина. – М.: Просвещение, 2003. - Зубов В. Г., Шальнов В. П. Задачи по физике: Пособие для
самообразования: Учебное руководство.– М.: Наука. Главная редакция
физико-математической литературы, 1985 г. - Каменецкий С. Е., Орехов В. П. Методика решения задач по физике в
средней школе: Кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1987. - Колтун М. Мир физики. Издательство “Детская литература”, 1984.
- Марон А. Е. Физика. 8 класс: Учебно-методическое пособие / А. Е.
Марон, Е. А. Марон. М.: Дрофа, 2004. - Методика преподавания физики в 6–7 классах средней школы. Под ред. В.
П. Орехова и А. В. Усовой. М., “Просвещение”, 1976. - Перышкин А. В. Физика. 8 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб.
заведений.– М.: Дрофа, 2007.
Источник
Плоское зеркало — это незаменимый предмет домашнего и рабочего обихода. Но такие зеркала также являются очень важными оптическими деталями, которые применяются в конструкциях фото- и киноаппаратов, телескопов, лазеров и других оптических приборах. Рассмотрим физические характеристики этого вида зеркал.
Что такое зеркало с точки зрения физики
Оптическим зеркалом называется тело, обладающее полированной поверхностью правильной формы, способной отражать световые лучи с соблюдением равенства углов падения и отражения, и образующее оптические изображения предметов (в том числе источников света).
Рис. 1. Примеры различных зеркал.
Различают зеркала трех видов — плоские, выпуклые и вогнутые. Качество зеркала тем выше, чем ближе его форма и гладкость поверхности к идеальной. Микронеровности (шероховатости) отражающих поверхностей должны быть малы по сравнению с длиной падающей световой волны.
Основным свойством плоских зеркал является их способность отражать свет без каких-либо искажений и воспроизводить натуральные изображения, и размеры предметов.
История изготовления зеркал насчитывает много веков. Изначально их делали из металлов: серебра, меди, бронзы. Позднее, в XIII веке, появилась технология стеклянных зеркал, которые стали покрывать тонким слоем олова. В настоящее время эта технология усовершенствована с помощью использования высококачественных видов стекла и напыления (нанесения) разных отражающих металлов (серебра, алюминия и др.).
Как возникает изображение в плоском зеркале
Оптическое изображение — это визуализация (картинка), которая получается после прохождения световых лучей через оптическую систему от объекта.
Рис. 2. Мнимое изображение от точечного источника в плоском зеркале.
Представим себе точечный источник света S (свечу или маленькую светодиодную лампочку), стоящий перед зеркалом. Рассмотрим три луча, падающих на зеркало: SA, SB, и SC. С помощью закона отражения света можно построить отраженные лучи AA1, BB1 и СС1. Эти лучи будут расходящимися. Если продолжить эти лучи в противоположном направлении, то они пересекутся в одной точке S1, расположенной за зеркалом. Как будто эти лучи вышли из точки S1, хотя, на самом деле, источника света в этой точке нет. В связи с этим точка S1 называется мнимым (кажущимся) изображением точки S.
Это изображение является мнимым, так как оно образуется не пересечением самих отраженных лучей, а их пересечением в “зазеркалье”.
Действительное изображение получается, когда после всех преломлений и отражений световые лучи, вышедшие из одной точки объекта, собираются в одну точку. Действительное изображение создают оптические приборы (фотоаппараты, кинопроекторы), в которых применяются собирающие линзы.
Наряду с плоским зеркалом мнимое изображение получается с помощью биноклей и микроскопов.
Какой размер у изображения в плоском зеркале?
Ответ на этот вопрос дает простой эксперимент. Если взять кусок плоского, гладкого стекла, и установить его вертикально, то получится зеркало, через которое можно будет наблюдать предметы за ним, так как часть света будет проходить сквозь стекло, а часть отражаться.
Рис. 3. Размер мнимого изображения в плоском зеркале.
Перед стеклом ставится зажженная свеча. В стекле появляется ее изображение. За стеклом, где мы наблюдаем изображение, ставится еще одна, точно такая же, но незажженная свеча. Если эту свечу поместить в точку, где находится изображение, то она окажется как будто зажженной. Следовательно, реальная, потушенная свеча попала точно на место мнимого изображения.
Измерив два расстояния до стекла — от свечи и от ее изображения, мы убедимся, что они равны. Поскольку размеры свеч равны друг другу, то это означает, что размер изображения в плоском зеркале равен размеру исходного предмета.
Следовательно, при отражении не происходит ни уменьшения, ни увеличения плоским зеркалом размеров объектов.
Посмотрите на себя в обычное, домашнее зеркало. Помахав себе правой рукой, вы увидите, что ваше отражение машет левой рукой. Мало того — ваше правое ухо в зеркале стало “левым” и т.д. При этом в вертикальном направлении отражение все оставило на своих местах. Таким образом, в зеркале мы видим не точную копию предмета, а его зеркально-симметричное отражение.
Что мы узнали?
Итак, мы узнали, что зеркала бывают плоскими, выпуклыми и вогнутыми. Плоское зеркало отражает падающий свет практически без искажений и формирует изображения предметов, не отличающиеся от исходных. Мнимое изображение в зеркале располагается симметрично относительно зеркальной поверхности.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.3. Всего получено оценок: 83.
Источник