2017 高三選修物理

1. 4-1 光的反射定律與平面鏡

2. 光學(Optics)
幾何光學
Geometrical Optics
利用光為 直線前進 的
觀點，來描述光的現象
 線光學
物理光學
Physical Optics
利用光為 波動 的觀點
，來描述光的現象 波
動光學

3. 光的基本性質
光的行進路徑具有可逆性

4. 光的反射 Reflection
定義：光由一介質傳
遞另一介質，部分或
是全部的光自介面反
射的現象
反射定律：
入射線與反射線分別
位在法線的兩側，且
三者共一平面。
入射角=反射角。
From Serway 普物

5. 光槓桿定理
入射光方向不變，當平
面鏡轉動，則反射光也
跟著轉動
新入射角 i+
新反射角 i+
舊反射線與新法線的夾
角i-
反射光偏折角度為
i 
i 



i
i 
𝜑 = 𝑖 + 𝜃 − (𝑖 − 𝜃 = 2𝜃

6. 反射的類型
鏡面反射specular reflection：
光滑表面產生的規則反射
6

7. 反射的類型
漫反射diffuse reflection：
粗糙不平的表面產生的不規則反射的現象
7

8. 像的概念-實像與虛像
像(Image)：物體發出
的光或是反射其他光源
的光，藉由反射或是折
射會聚而成的圖形
實像 (Real Image)
虛像 (Virtual Image)
實像與虛像，皆是對
光學儀器 而言。
若對人眼而言，不論實
像 或虛像，皆可於視網
膜上 形成 視覺

9. 成像的差異
實像：凡由 實際光線 會聚而成之像，稱為
實像。
實像可成像於屏幕（紙、光屏、底片）上

10. 成像的差異
虛像：凡非實際光線會聚，而由其 反向之延
長線 會聚而成之像，稱為虛像。
實物
虛像
在成像處，虛像無法成像於屏幕（紙、光屏、底片）上

11. 平面鏡成像
成像性質
正立虛像
與物 左右
相反
物距=像距
物與像大小
相同

12. 例題1
如右圖所示，兩平面鏡M1
與M2相交，夾角為55°，
一入射光線射至其中一個
鏡面，再從第二個鏡面反
射而出，最後反射線與最
初入射線的夾角為δ（稱為
偏向角），則δ為 。

13. 解答




2
1
𝛿 = ∠1 + ∠2
= (180° − 2𝛼 + (180° − 2𝛽
= 360° − 2(𝛼 + 𝛽
= 360° − 2(180° − 55°
= 110°

14. 例題2
如右圖所示，某人身高為 h，眼睛到頭頂的距
離為 a，到腳底的距離為 b，若欲從一垂直豎
立的平面鏡中看見自己全身的像，試證：

15. 解
△ 𝐴𝐸𝐹 ∼△ 𝐴𝐷𝐺 ⇒
𝐸𝐹
ℎ
=
1
2
⇒ 𝐸𝐹 =
ℎ
2
△ 𝐺𝐹𝐻 ∼△ 𝐺𝐴𝐼 ⇒
𝐹𝐻
𝑏
=
1
2
⇒ 𝐹𝐻 =
𝑏
2
1)
2)

16. 解
△ 𝐷𝐶𝐸 ∼△ 𝐷𝐵𝐴 ⇒
𝐶𝐸
𝑎
=
1
2
⇒ 𝐶𝐸 =
1
2
𝑎
𝐸𝐻 = 𝑎 + 𝑏 −
1
2
𝑎
= 𝑏 +
𝑎
2
= ℎ −
𝑎
2
3)

17. 例題3
右圖中有甲、乙兩面巨型鏡子，以夾角60°的
方式擺置，一觀察者站立於A點，而OA直線
與乙鏡的夾角為45°。試問：
(1)鏡中可成 個像。
(2)觀察者可自鏡中看到
個自己的像。
(3)若人舉起右手時，則
可看到 個舉起左手的
像。

18. 解
作圖法
此雙鏡組合，可成5個像

19. 解
從甲鏡 看出 的可見範圍
從乙鏡看出的可見範圍
可看見5個像

20. 解
每次經平面鏡反射後皆成上下
不顛倒，左右相反之像，
第二次
可看見左右相反的像
經平面鏡 奇數次反射
第一次
第一次
第二次
第三次
可看到3個舉起左手的像

21. 例題4
如右圖所示，一平面鏡鏡面向東，阿九立於平面鏡的東邊：
(1)平面鏡靜止，阿九以 v 的速率向西運動，則像對地的速率
為 ，人見其像之速率為 。
(2)平面鏡靜止，阿九以 v 的
速率向西偏北θ之方向運
動，則像對地的速率
為 ，人見其像之速
率為 。
(3)阿九靜止，平面鏡以 u 的速率向東運動，則像
對地的速率為 ，人見其像之速率為 。

22. 解

23. Thank for your attention
參考資料
鄭呈因,龍騰課堂講義
維基百科
龍騰高三選修物理課本