第二单元 第 6 课 · 光

制作潜望镜 —— 光路原理演示

观察潜望镜的剖面结构,看光线怎样经过两次反射绕过遮挡物进入眼睛;再把镜面掰歪一点点,看看会发生什么。

1潜望镜剖面与光路动画

点击「播放」,跟着橙色光线走完:上方入口进入 → 上镜面反射 → 沿镜筒向下 → 下镜面反射 → 进入人眼。

鱼缸 书桌(遮挡物) 45° 45° 上平面镜(45°) 镜筒 下平面镜(45°) 上方入口(进光口) 观察口(目镜) 支架 观察者
目镜中看到的画面—
✕
无法成像
点击「播放」,开始演示光路。

2播放与速度

慢放可以看清每一次反射的瞬间,快进可以快速复习。

当前方向:物体 → 眼睛
速度
进度 0%

3故障模拟:镜面歪斜

拖动滑块让镜面偏离 45°,光路会实时中断,画面变暗。

上平面镜45°
15°45°75°
下平面镜45°
15°45°75°
状态 ✓ 两块镜面都是 45°,成像正常
反射定律实时读数

注意:镜面歪斜时 入射角仍然等于反射角,反射定律并没有失效 —— 失败的真正原因是反射后的方向不是我们需要的方向。

4原理小结

把实验现象和原理对应起来,就明白潜望镜为什么必须这样做了。

光的反射 核心

光碰到平面镜会改变传播方向又返回来,这就是光的反射。潜望镜利用的正是这个现象,而不是折射。

两次反射 光路

光线进入上方入口后,先被上镜面向下反射,沿镜筒竖直向下;再被下镜面水平反射,射入人眼——一共两次。

为什么必须 45° 关键

只有镜面与水平方向成 45°,水平光才能正好变成竖直光、竖直光才能正好变成水平光。上镜面偏 1°,光线到眼睛时就偏出约 18 毫米;下镜面偏 1° 也偏出约 8 毫米——都远远超出瞳孔的大小,就看不到像了。

5易错辨析:反射 ≠ 折射

潜望镜用的是反射(光被镜子"弹"回来,仍在空气里走)。拖动滑块改变入射角,看看反射和折射到底哪里不一样。

入射角 45°
① 光射到平面镜 —— 反射
反射角 45° (等于入射角)
② 光射入水中 —— 折射
折射角 32° (小于入射角,向法线靠拢)

反射:光回来了 潜望镜用的

光碰到镜面被"弹"回原来的介质(空气),入射角=反射角。潜望镜里的两块镜子就是在做这件事。

折射:光拐弯进去了 不是潜望镜

光从空气斜射入水时会改变方向并进入水中,角度向法线靠拢(折射角 < 入射角)。筷子在水里"折断"就是这个原因。

一句话分清 记牢

反射——光被弹回,留在原介质;折射——光穿过去,进了新介质。潜望镜的镜子是不透光的,光穿不过去,只能是反射。

6小测验:我来考考你

全部答对有惊喜哦!