实验目的

通过本实验，了解平面镜成像的基本原理，掌握平面镜成像的特点及其规律，并验证物距与像距的关系。

实验器材

1. 平面镜一块（如玻璃板）

2. 蜡烛两支（或发光物体）

3. 白纸一张

4. 刻度尺一把

5. 直尺

实验原理

平面镜成像是由光的反射定律决定的。根据光的反射定律，入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，且入射角等于反射角。平面镜成像具有以下特点：

- 像与物大小相等；

- 像与物到镜面的距离相等；

- 像为虚像，无法直接用手触碰。

实验步骤

1. 在水平桌面上铺好白纸，并将平面镜垂直固定在白纸上。

2. 将一支点燃的蜡烛放置于平面镜前某一位置，作为“物”。观察蜡烛在平面镜中的像的位置。

3. 用直尺沿平面镜方向画出蜡烛的轮廓，并标记出蜡烛与平面镜之间的距离，记作物距 \( u \)。

4. 取另一支未点燃的蜡烛，移动它直至其与镜中像完全重合。此时，记录下蜡烛与平面镜之间的距离，记作像距 \( v \)。

5. 改变蜡烛的位置，重复上述操作，记录多组数据。

6. 使用刻度尺测量不同位置时的物距和像距，分析两者是否始终相等。

实验现象

1. 镜中的像是正立的，与实际物体相比大小相同。

2. 物与像到镜面的距离始终保持一致。

3. 当改变物体位置时，像的位置也会随之变化，但像的大小不变。

数据分析

通过多次实验可以发现，无论蜡烛放在平面镜前的哪个位置，像距 \( v \) 总是等于物距 \( u \)，即满足公式：

\[

v = u

\]

这进一步验证了平面镜成像的规律。

实验结论

通过本次实验可知，平面镜成像具有以下特性：

1. 成像为虚像，与实物等大；

2. 像与物到镜面的距离相等；

3. 像与物左右相反。

这些特性符合光的反射定律，也说明了平面镜成像的基本规律。

注意事项

1. 实验过程中要确保平面镜稳定放置，避免晃动影响结果。

2. 测量物距和像距时需精确对齐，尽量减少误差。

3. 点燃蜡烛时注意安全，避免烫伤或引发火灾。

通过本次实验，我们不仅掌握了平面镜成像的基本原理，还学会了如何利用光学仪器进行科学探究。希望同学们能够举一反三，在生活中继续探索更多有趣的光学现象！