光路的可逆性原理及其应用

光路的可逆性原理光路可逆性原理光路可逆性原理是说：当光线反方向传播时，总沿原来正向传播的同一路径反向传播。由反射定律可知，当反射光线变为入射光线时，则原来的入射光线就变为反射光线。由折射定律知，当折射光线变为入射光线时，则原来的入射光线就变为折射光线。当我们在解有关反射、折射和全反射等问题中，如果按正常的光路难以找到物点或像点时，就可以考虑利用光路可逆性原理，做逆向思维来解决问题，就可以把复杂的问题简单化。验证光路可逆的实验1.晚上，在暗处A点，用一个“手电筒”照射“平面镜”（斜射），光被反射，在B处有一个亮斑。然后，平面镜不动，在暗处B点，用一个“手电筒”照射“平面镜”（斜射），光被反射，在A处有一个亮斑。2.在桌上铺上一张白纸，在白纸上竖直立一块平面镜，用激光手电沿桌面向平面镜射出一束光，在白纸上沿激光的路线用笔画出光的路线，并标出方向，然后沿相反的方向逆向射向平面镜，会发现与原来的光线的路线相同，只是方向相反，由此可证明光路是可逆的。例题解析：用光路可逆性分析可知：我们把a、b、c看成平面镜M的反射光线，S是平面镜的虚像，根据平面镜的物体与其像对称的关系，我们可以找到相应的点光源和光路，如图2所示，由此可知：a、b、c三条光线的反射光线一定交于平面镜前一点，这一点与S点关于平面镜对称。故正确答案为C。C例1、如图所示，a、b、c三条光线交于一点S，如果在S点前任意位置放一块平面镜M，则a、b、c三条光线的反射光线（）A、可能交于一点，也可能不交于一点B、一定不交于一点C、一定交于平面镜前一点D、反射光线的延长线交于镜后一点例题例2、甲、乙两人在照同一个镜子时，甲在镜中看到了乙的眼睛。以下说法中正确的是（）A、乙一定能看到甲的眼睛B、乙只能看到甲的眼睛C、乙不可能看到甲的眼睛D、乙不可能看到甲的全身解析：甲在镜中看到了乙的眼睛，说明从乙的眼睛出发的部分光线经平面镜反射后进入了甲的眼睛。根据光路的可逆性可以判定，从甲的眼睛出发的部分光线经平面镜反射后一定也进入乙的眼睛。所以乙也一定能从平面镜中看到甲的眼睛，选A。A