如图所示,一个点光源S放在平面镜MN前,若MN保持不动,光源S以速率v=2m/s沿与平面镜成角的方向向右匀速运动,试求光源在平面镜中的像的运动情况.

如图所示,一个点光源S放在平面镜MN前,若MN保持不动,光源S以速率v=2m/s沿与平面镜成角的方向向右匀速运动,试求光源在平面镜中的像的运动情况.

题型:不详难度:来源:
如图所示,一个点光源S放在平面镜MN前,若MN保持不动,光源S以速率v=2m/s沿与平面镜成角的方向向右匀速运动,试求光源在平面镜中的像的运动情况.

答案

点光源在平面镜中所成的像的速度大小等于v,方向与平面镜成角.
解析



[方法一]如图所示设点光源经t时间由S处运动到处,由平面镜成像特点可知,点光源在平面镜中所成的像由处运动到处,且,即:vt=,所以点光源在平面镜中所成的像的速度大小等于v,方向与平面镜成角.
  [方法二]如图所示,将点光源的速度分解成垂直于平面方向的速度,平行于平面镜的速度,利用平面镜成像特点作出点光源在平面镜中的像平行于平面镜的速度为、垂直于平面镜的速度为,由平面几何知识可知,=v,方向与平面镜成角.
  补充
  当点光源S与平面镜的相对位置发生变化时,点光源在平面镜中所成的像与平面镜的相对位置亦发生变化.求解光源的像的运动,即是求解像点相对于平面镜的位置关系如何变化.
  [思路一]利用平面镜成像的对称性,可作出任意两时刻的光源的位置及像点的位置,求解出像点的位移随时间的变化规律即可求出像的运动情况.
  [思路二]若将光源的速度分解成平行于镜面方向的速度和垂直于镜面方向的速度,容易知道像点平行于镜面方向的速度与相同,而垂直于镜面方向的速度与等值反向,再利用速度的合成即可求出像点的实际速度.
举一反三
如图,两个相互垂直的平面镜,一条入射光线经两次反射后射出.现保持光线入射方向不变,而让两个平面镜均转动θ角,则转动后的出射光线与转动前的出射光线的夹角为


 
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半径为R的圆柱体放在水平地面上,在距地面(3+)R的上方放置一个与地面平等的平面镜MN,在圆柱体左侧的地上有一点光源S,圆柱体右侧AB部分没有光线照射到.其截面图如图所示.已知:R求AB的宽度.
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如图,平面镜M与水平方向成60°角放置,镜前有一点光源S,设S在平面镜中的像S".若M以水平速度V向S移动,则S"移动速度为
A.以速度v沿S"与S连线向S移动
B.以速度V沿S与S的连线向S移动
C.以速度沿S与S的连线S移动
D.以速度V沿S"与O连线向O移动
 
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如图,在竖直的xoy平面上,人眼位于(3,0)坐标点,一平面镜位于图示位置,平面镜两端坐标分别为(-1,3)和(0,3).一点光源S从坐标原点O沿x轴负方向运动,S在如下哪个区域运动时,人眼能从平面镜中看到S点的像
A.O到-1区间B.-1到-3区间
C.-3到-5区间D.-5到-∞区间
 
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图中,△ABC为一等腰直角玻璃镜的主截面,令一束单色光DE平行于AB面自AC面射入,经AB面反射后从BC面射出,为光线FG;光线DE和FG的走向均可由插针法确定,试用几何作图法在图中准确画出在棱镜内的光路走向(含辅助线).

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