平面镜成像原理

平面镜成像的特点是：①所成的像是虚像；②像和物体形状、大小相同；③像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；④像和物体各对应点到平面镜间距离相等。后三个特点也可以简单地说成是像和物体关于平面镜对称，即反应在图纸上，以平面镜为轴将像旋转180°（或以平面镜为轴折叠像物），像和物体恰好重合。

利用平面镜成像的特点可解决许多问题。

（一）确定镜中像的位置

例1. 如图1所示，AB是放在平面镜前的物体，A”B”是它在镜中的虚像，能正确反映像与物体对应关系的图是：（ ）

图1

解析：根据平面镜成像的特点②可知，C图中的像和物形状不同，所以C选项错；根据平面镜成像的特点③、④，将像和物各对应点连接起来，可发现A、B、D图中各连接虽与平面镜垂直，但A、B图中像和物各对应点到平面镜的距离不等，D图中像和物各对应点到平面镜的距离相等，因而A、B选项也错，只有D选项正确。

（二）确定平面镜的位置

例2. 如图2所示，S是发光点，S”是S在平面镜中的像，L是射向平面镜的一条入射光线，在图中画出平面镜的位置和L的反射光线。

图2

解析：连接SS”，作线段SS”的垂直平分线MN，根据平面镜成像的特点③、④可知，MN即为平面镜的位置。沿长L交镜面MN于一点O（入射点），连接S”O并延长，由平面镜成像特点①知，光线OA即为L的反射光线，如图3所示（镜后用虚线，镜前用实线）

图3

（三）确定像、物的位置

例3. 如图4所示，平面镜上方有一竖直挡板P，AB和CD是挡板左侧点光源S发出的经平面镜反射后的两条光线，在AB和CD之间的区域内可以看到这一发光点S在平面镜中的像S”，试在图中找出挡板左侧这个发光点的位置。

图4

解析：反向延长AB和CD相交于S”，则由平面镜成像特点①知，S”就是这个发光点S的虚像。过S”点向平面镜作垂线，垂足于O并延长至S，使OS等于S”O，由平面镜成像的特点③、④知，S点就是所求发光点的位置。

图5

（四）确定反射光线的方位

例4. 如图（6）所示，S为平面镜MN前的一个点光源，P为镜前的一点，试画出从S点发出的经平面镜反射后经过P点的反射光线。

图6

解析：过S点向镜面作垂线，交MN于O1，并延长至S”，使 ，由平面镜成像的特点③、④知，S”便是S的像。连接S”P，交镜面于O2点，则O2P便是所求的反射光线。

图7

（五）确定时钟的时刻

例5. 如图8所示是从平面镜中观察到的对面墙上的时钟图，则当时时钟所指的时刻是（ ）

A. 2：35 B. 2：45 C. 9：35 D. 9：25

图8

解析：1. 由平面镜成像的特点③、④知，平面镜中的时钟指针应按逆时针方向转动，其数字排列若按顺时针方向读，依次是12、11、10……。根据题图信息，时钟时针在9点到10点之间，分针位置在“5”上，所以当时时钟所指时刻为9：25，D选项正确。

2. 由对称性知，是钟的指针位置正好和从背面看镜中的时钟图指针位置相同，把题图翻过来从后面透过纸看，正好是9：25，D选项正确。

3. 由对称性知，时钟的时刻与镜中时钟所示的时刻的和恰好为12：00减去镜中时钟所示的时刻，正好是当时时钟所示的时刻，即12：00－2：35＝9：25。正确选项为D。

平面镜成像的特点在实际中的应用还很多，这里不再一一列举。希望通过本文，开拓同学们的思路，养成善于分析、勇于创新、探索的学习习惯。