Question

在地质考察中发现一个溶洞，洞内有一块立于水中的礁石如图（A），为了能在洞外对礁石进行观察，必须用灯光对它照明，若利用水面反射来照明，则灯应放在什么位置才有可能照亮全部礁石？

Answer 1

答案：
解析：

【解析】根据光路可逆原理，只要在洞外能观察到AB完整像的范围内打灯光，就能照亮全部礁石.而能观察到完整像的范围应当是像A′B′和溶洞及其倒影组成的相关光锥内，即图（B）中的阴影部分.值得指出的是这里不是以“镜”为界，而是以“屏障”为界构成光锥. （B）

提示：

【说明】（1）由反射定律知道，物点到平面镜的入射光束经镜面反射后的出射光束是发散光束，形成虚像，物与像关于镜面对称，物体通过平面镜成等大的、正立的虚像.利用平面镜成像特点，可以先用对称性找到虚像，然后再补画必要的入射光线和反射光线. (2)平面镜成的像有一定的观察范围，点光源S发出的光线经平面镜反射形成虚像S′,S′对人眼来说是一个新的点光源.但这个“点光源”与真正的点光源是有区别的；真正的点光源发出的光在空间任何范围都能接收到而S′“发出”的光仅在反射光范围可接收到，好像是房间中的“光源”，S′发出的光只能通过平面镜这个“窗口”射出，人眼只能通过平面镜这个“窗口”看到房间中的“点光源”S′.在确定观察范围时，应先确定反射光线的边界线. 【设计意图】通过本例说明根据光路可逆原理和平面镜成像规律确定观察完整像的范围的方法.