第二節 物體的像
找出物體的像


在上一節,我們已學習過如何找出點光源於平面鏡成像的位置。那麼對於一整個物體,如何找出其平面鏡像的位置呢?有關平面鏡像的外形,會跟實物的外形有分別嗎?

物體上每點都會發光、或反射光線,所以每個物體都可以看成由無數點光源所組成的。要找出物體的平面鏡像,就等於找出物體上每點光源的像。然而,由於組成一個物體的點光源數目眾多,若要逐一找出每點光源的像,顯得不切實際。我們可以先找出物件的末端、轉折點等位置的點光源的像),再從這些點推斷出物件的像每部份的位置。

這例子,倘若要找出箭矢的平面鏡像,可以只考慮箭矢上下兩點,即是 \(\text{A}\) 點和 \(\text{B}\) 點。運用點光源的特性,在光線圖上找出這兩點像的位置():

  1. 繪一條經過 \(\text{A}\) 點、垂直於鏡面的直線。設直線與鏡面相交於點 \({{\text{M}}_{1}}\);
  2. 繪一條經過 \(\text{B}\) 點、垂直於鏡面的直線。設直線與鏡面相交於點 \({{\text{M}}_{2}}\);
  3. 若點 \(\text{P}\) 和點 \(\text{Q}\) 分別是 \(\text{A}\) 點和 \(\text{B}\) 點的像,基於像的特性、要求:

          \(\text{A}\)\({{\text{M}}_{1}}\) = \({{\text{M}}_{1}}\)\(\text{P}\)
          \(\text{B}\)\({{\text{M}}_{2}}\) = \({{\text{M}}_{2}}\)\(\text{Q}\)

  4. 由此便能將 \(\text{P}\) 和 \(\text{Q}\) 定位、找到箭矢上下兩點的像了。

最後便依照實物、繪出物體(箭矢)的像。以下便根據上方所述步驟,示範如何找出這箭矢的平面鏡像:


要找出物體的像,可以先找出物件的末端、轉折點等位置的點光源的像。例如要在垂直於鏡面的平面上、找出如圖所示物件的成像時,我們可以先找出物件最上及最下、最左及最右這幾顆點光源的像
位於桌面上、呈豎直的平面鏡前有一支箭矢。若要找出其成像之準確位置,可以只考慮箭矢的上下兩點,即是 \(\text{A}\) 點和 \(\text{B}\) 點。分別找出這兩顆點光源的成像位置
繪畫光線圖、運用點光源的特性,在圖上找出 \(\text{A}\) 點和 \(\text{B}\) 點的像的位置後,可知物體(箭矢)的像的位置便如圖所示
物體的像之特性


物體在平面鏡中的像有甚麼特性?

從觀察鏡中的像,及用光線圖找出像的方法,可知平面鏡像有以下特性:

  1. 實物任何一點與像對應的位置連成的直線垂直於鏡面();
  2. 物距(物體與鏡間的距離)= 像距(像與鏡間的距離)((a));
  3. 像與物件的大小相同;
  4. 像是正立、沒有上下倒置((b));
  5. 像是橫向倒置((c));
  6. 像必定是虛像。

在諸如(a) 所示的救護車,試留意救護車車頭上的字,原來:

      救護車車頭上的字是
  • 上下倒轉
  • 左右反轉
的。


為甚麼會這樣?原來,在倒後鏡中,所有景物都是橫向倒置的。把車頭的字樣左右反轉,就可讓其在鏡中的字樣變得正常,令司機可以在倒後鏡中容易認到救護車或 ambulance 這個字了((b))。


實物中任何一點與像對應的位置所連成的直線,必定垂直於鏡面
(a) 像與物件的大小相同,而 \(\text{OM}\) 和 \(\text{MI}\) 分別是物距和像距、\(\text{OM}\) = \(\text{MI}\);(b) 由於平面鏡中物體的像是正立、沒有上下倒置,如當實物為指向上的箭矢時,它的像都會指向上;(c) 由於平面鏡中物體的像是橫向倒置,如當實物為指向右的箭矢時,它的像就會指向相反的方向,即是向左
救護車車頭的 "AMBULANCE" 字樣乃左右反轉,這令救護車前方的駕駛者從倒後鏡觀察時,字樣變得正常
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