科学项目
平面镜反射实验
平面镜有一个反射表面,可以反射镜面180度范围内的光。我们每天都在浴室、卧室和车里使用这些镜子。当你照镜子时,你会看到一个镜像它向后翻转,与它反射的物体相反。
你的任务是将一行文字投影到一个玻璃屏幕上进行魔术表演。然而,放映机不能在舞台上,而是在一个角落,它太亮了,不适合表演。你只有两个镜子。如何在玻璃屏幕上投射出模糊但可读的文本图像?让我们做一个镜像物理实验,看看你是否可以用你学到的东西想出一个聪明的解决方案!
问题:
两个镜子的角度如何改变一个物体的反射?
材料
- 量角器
- 两个相同的小平面镜
- 粘土
- 小物件(硬币、小人儿等)
- 纸条
- 笔
- 塑料包装带
过程
- 用胶带把镜子粘在一起,这样它们就可以像铰链一样打开和关闭。你想要在两个边缘之间留下一个轻微的间隙(大约1/16英寸)来做这个。
- 用量角器在纸上标出30度、36度、45度、60度、90度、120度和180度。
- 把镜子的铰链放在你标记的角度的顶点。
- 你要测试的第一个角是180度。
- 把你的物体(如果它不能自己站起来,你可以把它嵌入模型粘土中)放在镜子中间,观察反射出来的效果。你能看到多少物体,包括反射的和真实的?
- 保持物体在两个镜子之间的相等位置,将镜子移动到你用量角器标出的其他角度。你在每个角度能看到多少物体?是否有什么角度可以帮助你预测你会看到多少物体?每个反射图像的亮度都一样吗?
- 在一张纸上写一个词,并把它放在镜子之间60度。仔细看第二个反射(反射的反射)。你能读课文吗?你觉得为什么会这样?
结果
当你把镜子靠得更近(减少它们之间的角度)时,你会看到越来越多的物体。当你能看到大量的图像被反射时,镜子的角度会完美地分成360度。当你看着镜子的倒影时,你就能读懂镜子里的文字,就好像你把相机对准了物体一样。随着反射次数的增加,反射应该变得更暗(更多的银色)
为什么?
这些镜子能反射与镜子表面180度范围内其他镜子的反射。当镜子反射时,反射的图像是向后的,但如果你把某样东西反射两次,它看起来就正常了。
因为光线在每个镜子之间都是直线传播的,所以光线在从物体到达你的眼睛之前,会在镜子之间来回反射很多次。光线反弹的次数(以及你看到的物体的数量)将与角度除以360的次数相关。当镜子之间的夹角越来越接近零时,就会出现越来越多的图像。在0度角上,或者当两个镜子相对时,有无数个反射。
那么,你打算怎么完成你的魔术呢?你可以通过排列镜子和投影仪来显示文本,这样光线在到达眼睛之前会反射偶数次。使用多个镜子也会使图像在撞击玻璃板之前变暗。
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