六年级科学 · 第二单元 第 5 课 虚拟实验 光的反射

《设计潜望镜》—— 镜面角度探究

潜望镜里藏着两块平面镜。它们到底该摆成多少度,光线才能拐两次弯、顺利钻进你的眼睛?拖动滑块试一试。

1潜望镜内部剖面 · 光线实时追迹

"之" 字形通道 · 两次反射
光线没有贯通
①物体→ ②下方镜面→ ③上方镜面→ ④人眼(观察口) 两次反射

3角度对比实验:30° / 45° / 60°

两块镜面调成同一个角度,看结果
序号下方镜面上方镜面 反射次数光线能否贯通现象

4知识卡

原理 · 用途 · 史料

🔭潜望镜有什么用?

  • 潜水艇:艇身留在水下,只把潜望镜伸出水面,就能观察海面和空中的情况,不容易被发现。
  • 战壕 / 掩体:士兵不用把头探出去,就能看清外面的动静。
  • 管道检修:把潜望镜伸进狭窄的管道、机器内部,查看人进不去的地方。
  • 生活小制作:隔着人群看表演、从缸口观察水里的金鱼。
光路是可逆的:把眼睛放在下面,同样能看清上面的物体 —— 潜水艇正是这样用的。

📜古书里的"潜望镜"

两千多年前的西汉,淮南王刘安与门客编写的《淮南万毕术》里,记着这样一句话:

"取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣。" 在高处挂一面大平面镜,下面放一盆水,利用镜面和盆中水面的两次反射,就能看见墙外邻家的情形。

这被认为是世界上关于潜望镜原理最早的记载之一,比近代潜望镜早了约两千年。

💡原理小结

光的反射定律:

  • 入射光线、反射光线和法线在同一平面内;
  • 入射光线与反射光线分居法线两侧;
  • 入射角等于反射角。
镜面与水平成 45° 时,水平射来的光线被偏转 90° 变成竖直;
两块镜面互相平行,偏转两次共 180°,光线方向不变、位置抬高。
角度一变,光线就斜着撞上管壁,被管壁吸收掉了。

想一想:如果两块镜面不平行(比如 45° 和 30°),光线会跑到哪儿去?