光的折射問題一

1、光的折射問題一1 .將筷子豎直插入裝水的玻璃杯內(nèi)，從俯視圖中的P點(diǎn)沿水平方向看到的應(yīng)該是下面 哪個(gè)圖中的情形？（玻璃杯tb匕出七思路點(diǎn)撥圖為筷子豎直插入盛水玻璃杯內(nèi)的俯視圖，A處為筷子，ABP表示由筷子發(fā)出的穿過 玻璃杯壁B射向觀祭者P處的一條光線.ON為過B點(diǎn)沿半徑方向,一'、的直線，即在B處和空氣的分界面的法線，上述光線則相當(dāng)于在B /處由水中射入空氣中，圖中的角i和角r分別為此光線的入射角和）折射角根據(jù)光的折射規(guī)律可知，應(yīng)有r>i.所以觀察者在P處看到的/筷子A的像A，的位置不是在A的實(shí)際位置，而是由其實(shí)際位置偏離 杯中心的方向向杯壁靠攏一些，據(jù)此可知.以筷子豎直插入玻璃杯

2、中J時(shí)，其側(cè)視圖應(yīng)該是圖中的D圖才與實(shí)際情況下相符.N'答案：D2 .秋高氣爽的夜里，當(dāng)我仰望天空時(shí)會(huì)覺得星光閃爍不定，這主要是因?yàn)椋海ǎ?A.星星在運(yùn)動(dòng)B.地球在繞太陽公轉(zhuǎn)C.地球在自轉(zhuǎn)D.大氣的密度分布不穩(wěn)定，星光經(jīng)過大氣層后，折射光的方向隨大氣密度的變化而變化 思路點(diǎn)撥星星的運(yùn)動(dòng)、地球繞太陽的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，都是在不斷進(jìn)行而沒有停息的，若它們是導(dǎo)致 我們看到星光閃爍不定的原因，則我們?cè)谌魏我雇矶紤?yīng)該看到星光閃爍，而事實(shí)上我們?cè)诓?少時(shí)候看到星光卻并不閃爍，可見上述三者并非使星光閃爍的原因.造成星光閃爍的真正原因是由于大氣中密度分布不均勻的空氣的流動(dòng)，而星光通過這些 氣層時(shí)，折射光的方

3、向會(huì)隨之發(fā)生變化，而使我們感到星光在閃爍變化.答案：D 引申拓展有時(shí)，我們透過一個(gè)生得很旺的火爐上方去看前方的物體，常會(huì)看到前方的物體發(fā)生扭 曲并不停地晃動(dòng)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是因?yàn)榛馉t使空氣對(duì)流，經(jīng)火爐加熱的空氣密度小于 周圍空氣密度而向火爐上方流動(dòng)，當(dāng)光線穿過這股不穩(wěn)定的上升氣流時(shí)，便會(huì)不斷地變化其 折射方向而使我們感到物體在晃動(dòng).顯然，形成這一現(xiàn)象的原因和“星星閃爍”的原因是同 一回事.光的折射問題二有一種五角棱鏡實(shí)際上是一個(gè)玻璃棱柱，幾個(gè)平面都經(jīng)過精密磨光，是一種常用的光學(xué) 器件，圖a是它的橫截面圖。圖中NA=NB = NC=ND=112.5°, ZE=90% AB和CD 的

4、兩個(gè)平面外側(cè)鍍銀。1 .如圖a所示，一束光線即垂直射入AE平而，畫出它射入棱鏡后直至射出的路徑， 標(biāo)出在每一個(gè)鍍銀界面上的入射角。2 .如圖b所示，一束平行光以45°的入射角射向平面鏡M,如果用一個(gè)箭頭形小紙片 “一”擋光，請(qǐng)?jiān)谀ド安Ａ上以箭頭標(biāo)出紙片的影。設(shè)光源、小紙片的方向和磨砂玻璃 的位置都不變（圖c）,用上述五角棱鏡代替平面鏡，如果也要在磨砂玻璃上得到小紙片的影, 應(yīng)該怎樣放置這個(gè)棱鏡?在圖c中作出五角棱鏡位置的示意圖并以箭頭標(biāo)出磨砂玻璃上的 影。3 .圖d是一種單鏡頭反光相機(jī)的示意圖，鏡頭己的焦距f滿足關(guān)系式，fWAB + BC+CDV2f取景時(shí)來自鏡頭的光經(jīng)過兩個(gè)小平而

5、鏡M、N的反射后在磨砂玻璃尺上成像（曝光 時(shí)小鏡M向上彈起.處于水平位置，來自鏡頭的光在膠片上成像）。試作簡圖分析，這種取 景器的最大缺點(diǎn)是什么，提出解決辦法。答案：1.見圖，（內(nèi)分角為22.5。）2 .見圖八圖g3 .圖d所示相機(jī)的最大缺點(diǎn)是，取景器中看到的景物是倒立的，分析如下。相機(jī)鏡頭相當(dāng) 于一個(gè)凸透鏡，它使遠(yuǎn)處物體在膠片上所成的像是倒立的。經(jīng)過平而鏡M、N的反射，這 個(gè)像成在了取景器的磨砂玻璃上，仍是倒立了，這點(diǎn)可以利用圖力說明。我們分別用單箭頭 和雙箭頭代表光束的兩側(cè)，可以看到，水平射來的光束的上側(cè)在兩鏡反射后仍是上側(cè)，所以 平面鏡M、N的反射并不能改變像的倒正。如果用一個(gè)五角棱鏡代

6、替平面鏡N,可以解決這個(gè)問題（圖i）,從圖中可以看到，入射 光束的上側(cè)在射出時(shí)成了光束的下側(cè)，所以倒立的像能被顛倒過來。眼鏡問題一1.老花鏡的“度數(shù)”等于它的焦距的倒數(shù)乘100。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)老花鏡度數(shù)的最簡單 的方法。要求寫出所用器材、操作步驟和計(jì)算公式。思路點(diǎn)撥老花眼鏡是一塊凸透鏡（眼睛近視的人為矯正近視而戴的眼鏡是一塊凹透鏡），測(cè)凸透鏡 的焦距的方法可用“太陽光聚焦法答案:測(cè)量器材：刻度尺測(cè)量步驟：（1）晴天把鏡片放在陽光下，使光線與鏡片垂直：（2）調(diào)整鏡片與地面的距離，使地而上的光點(diǎn)（或光斑）最小、最清楚：（3）以米為單位用刻度尺測(cè)量鏡面到地面上光點(diǎn)的距離，用/表示.100計(jì)算公式：鏡片

7、度數(shù)。=72.老奶奶用放大鏡看報(bào)時(shí)，為了看到更大的清晰的像，她常常這樣做： A報(bào)與放大鏡不動(dòng)，眼睛離報(bào)遠(yuǎn)一些；B報(bào)與眼睛不動(dòng)，放大鏡離報(bào)遠(yuǎn)一些； C報(bào)與放大鏡不動(dòng)，眼睛離報(bào)近一些；D報(bào)與眼睛不動(dòng)，放大鏡離報(bào)近一些。 思路點(diǎn)撥放大鏡是一塊凸透鏡，通過放大鏡看報(bào)，就是通過放大鏡看到報(bào)紙上的字（相當(dāng)于成像 的物體）的放大的虛像.由凸透鏡成像的規(guī)律知，物體與透鏡的距離小于透鏡的焦距時(shí)，成 放大、正立的虛像，且物體越靠近焦點(diǎn)（相對(duì)說來也就是越遠(yuǎn)離透鏡）則所成的虛像就越大. 答案:B眼鏡問題二1 .小明的爺爺和爸爸都是老花眼，爺爺?shù)睦匣ㄑ鄹匾恍?，小明的媽媽則是近視眼。他們 的三付眼鏡都放在報(bào)紙上，如圖。

8、現(xiàn)在爸爸要看書，讓小明把眼鏡遞給他，小明應(yīng)該拿圖思路點(diǎn)撥老花眼鏡是凸透鏡，通過凸透鏡看近處的物體，凸透鏡相當(dāng)于一塊放大鏡，圖中，甲、 乙兩鏡都對(duì)報(bào)紙上的字有放大作用，故這兩付眼鏡都是老花眼鏡，且兩者相比較，甲鏡的放 大作用更明顯，即甲鏡適用于老花眼更重一些的眼睛，所以小明的爸爸應(yīng)用圖乙中所示的那 付眼鏡.圖丙中，眼鏡對(duì)報(bào)紙上的字有縮小作用，這是由于凹透鏡對(duì)物體成縮小虛像的結(jié)果，即 圖丙為一凹透鏡，故丙鏡不是老花眼鏡而是近視眼鏡.答案：乙2 .李東同學(xué)在桌而上的近視眼鏡上看到自己身后同一個(gè)窗戶的兩個(gè)像，如上圖。這兩個(gè)像 是 像（填“實(shí)”、“虛”），是面鏡（填“平”、“凸”、“凹”）所成的像。其中

9、較大的像是鏡片上離李東較的玻璃面（填“近”、“遠(yuǎn)”）所成的。思路點(diǎn)撥由窗戶射過來的光經(jīng)眼鏡鏡面反射而生成窗戶的像，李東看到的像在鏡面的后方,顯然, 在該像的位置處并無實(shí)際的光線會(huì)聚，所以，所看到的兩個(gè)像是虛像.近視眼鏡為一凹透鏡，其中間薄，邊緣厚，其前后兩表而分別為兩個(gè)球面的一部分，前 表面對(duì)應(yīng)球面的半徑較大，后表面對(duì)應(yīng)球面的半徑較小，其截面如圖所示.圖中所見到的窗 戶的兩個(gè)像，就是由此眼鏡的前表面反射所成的像和后表而反射所成的像，所以這都是由凸 面鏡所成的像.由凸而鏡的成像規(guī)律可知，同一物體在與凸而鏡距離相等的情況下，若凸面鏡的半徑越 小，則能生成的像也越小，據(jù)此可知，圖中較大的像是由眼鏡鏡

10、片的前表面反射所成的像, 即離李東較近的玻璃所成的像.答案:虛，凹，近引申拓展也可以由下述的分析來判斷較大的像是由哪個(gè)鏡而反射所生成的.即此兩像均為縮小虛像, 而平面鏡反射和凸而鏡反射均可使物體生成虛像，但平面鏡生成的是與物體等大的虛像，凸 而鏡生成的則是比物體小的虛像，此處兩像均由凸面鏡反射而生成，顯然，生成較大虛像的 凸面鏡比生成較小虛像的凸而鏡應(yīng)該更接近于平而鏡一些，即其表面應(yīng)該更“平”一些，或者 說它的球而半徑應(yīng)該更大一些.所以，其中較大的像是眼鏡的前表而反射而生成的.眼鏡問題三近視眼鏡的鏡片是一個(gè)透鏡,它和眼球中相當(dāng)于透鏡的那部分的綜合作用使得這個(gè)“照相機(jī)”的“鏡頭”的焦距變 了。思

11、路點(diǎn)撥近視眼鏡的鏡片是一個(gè)凹透鏡，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用.入的眼球中相當(dāng)于透鏡的那 部分叫晶狀體，它相當(dāng)于一個(gè)焦距較小的凸透鏡，并且它的焦距還可在一定范圍內(nèi)調(diào)1工通 過調(diào)節(jié)，它可以使遠(yuǎn)處或近處的物體都能成像在眼睛的視網(wǎng)膜上，人便能看清楚這些東西.凸 透鏡對(duì)光線所起的作用是會(huì)聚作用.而一般的近視眼，則是相當(dāng)于其晶狀體相當(dāng)?shù)耐雇哥R的 焦距太小，這樣它對(duì)光線的會(huì)聚作用太強(qiáng)，使得即使通過眼球的調(diào)竹，也無法使遠(yuǎn)處的物體 成像在視網(wǎng)膜上，由此便看不清楚遠(yuǎn)處的物體，而近視眼戴上眼鏡，就是和一個(gè)凹透鏡配合, 兩者組合起來，使光線通過此兩者時(shí)受到的會(huì)聚作用減弱.這樣，由眼鏡和眼睛組成的系統(tǒng) 的焦距將比單一的眼球

12、晶狀體的焦距要長一些，便可看清遠(yuǎn)處的物體了.答案:凹；長測(cè)凸透鏡焦距問題一、問答題1 .給你一個(gè)透鏡，怎樣用最簡單易行的方法判斷它是不是凸透鏡？2 .說出兩種最簡便的估測(cè)凸透鏡焦距的方法。思路點(diǎn)撥1 .看看這個(gè)透鏡能否作為放大鏡，如能，則為凸透鏡；不能，則不是凸透鏡.操作方 法是通過此透鏡看鄰近它的物體（如某一具體物體或者書報(bào)上的字等），如看到這些物體被放 大了，此鏡就是放大鏡.如對(duì)這些物體無放大作用，則此鏡就不是放大鏡.2 .估測(cè)此凸透鏡的焦距，可以有以下一些簡單的方法第一種方法（太陽光聚焦法）：在太陽光下，使此凸透鏡正對(duì)太陽，在透鏡的另一側(cè)正對(duì) 透鏡置一白紙（或一光屏），前后移動(dòng)透鏡，使白

13、紙上得到的光斑最小，測(cè)出此時(shí)白紙與透鏡 間的距離，即為此透鏡的焦距.第二種方法（遠(yuǎn)物成像法）：使透鏡正對(duì)遠(yuǎn)處的電燈（或遠(yuǎn)處的一個(gè)明亮的物體），在透鏡 的另一側(cè)正對(duì)透鏡置一白紙（或一光屏），前后移動(dòng)透鏡，使白紙上得到遠(yuǎn)處電燈（或該明亮物 體）的清晰的像，測(cè)出此時(shí)透鏡與白紙之間的距離，即約為此透鏡的焦距.第三種方法：將此透鏡作為放大鏡使用來觀察某一細(xì)小物體（也可以是書報(bào)上的某一個(gè) 字），將透鏡正對(duì)此物體且逐漸遠(yuǎn)離并同時(shí)通過透鏡觀察此物體的放大的像，直至剛好再也 無法看清楚這個(gè)像時(shí)，測(cè)出此時(shí)小物體與透鏡的距離，這一距離也就約為此透鏡的焦距.（作 為本題的答案，只需在上述三法中任寫兩法即可）上述的第三

14、種解法的來歷是利用了凸透鏡成像的規(guī)律：即當(dāng)物體與透鏡的距離小于1倍焦距 時(shí)，成放大虛像.當(dāng)物體與透鏡的距離等于1倍焦距時(shí)，不成像.所以當(dāng)物體與透鏡的距離 由較小逐漸增大到等于1倍焦距時(shí)，其成像情況則是由成愈來愈放大的虛像直至最后不能成 像，即看不到像了.照相問題一1.圖（a）和（b）是于小紅的兩張清晰的照片底片。拍攝這兩張照片相機(jī)鏡頭的焦距相同。下列 說法中正確的是 （）思路點(diǎn)撥照相機(jī)照相，其物理機(jī)制是物體通過照相機(jī)鏡頭（實(shí)際上是凸透鏡）而在照相底片上生成 一個(gè)物體的實(shí)像，由凸透鏡的成像規(guī)律可知：物體成實(shí)像時(shí)，若物體離透鏡越近，則所得的 像離透鏡越遠(yuǎn)，且該像也就越大，這種規(guī)律與照相機(jī)鏡頭的直徑

15、無關(guān).在圖中，（a）圖的人像大于（b）圖的人像，故拍攝時(shí)與拍攝（b）時(shí)比較：拍攝（a）時(shí)人與相 機(jī)距離較近而膠片與鏡頭的距離則較遠(yuǎn).照相問題二如圖1,甲、乙、丙、丁是鏡頭焦距不同的四架相機(jī)，它們所用的底片規(guī)格是相同的。 分別用它們?cè)谕坏攸c(diǎn)拍攝同一景物。我們可以判定，在圖2中，照片 是用相機(jī)甲拍攝的，照片 是用乙拍攝的，照片 是用丙拍攝的，照片 是用丁拍攝的。圖1ABCD圖2思路點(diǎn)撥照相機(jī)照相時(shí)，前方的景物通過鏡頭（相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡）而成像于照相底片上，通常被 拍攝的景物離鏡頭的距離都比鏡頭本身的焦距要大得多，所以景物所成的像離鏡頭的距離也 就只略大于該鏡頭的焦距.在照相機(jī)內(nèi)，照相底片是置于與

16、鏡頭相對(duì)的一側(cè)的.同時(shí)注意到 照相時(shí)照相底片的位置就是前方景物成像的位置，可見在圖中，鏡頭離照相機(jī)對(duì)側(cè)最遠(yuǎn)的相 機(jī)，其對(duì)應(yīng)的鏡頭焦距也就最長.即該圖中，按鏡頭焦距由長至短的排列順序應(yīng)為：甲、丙、 丁、乙.用照相機(jī)拍攝遠(yuǎn)處景物時(shí)，若所用相機(jī)鏡頭的焦距越長，則其所拍攝到的遠(yuǎn)景的范圍越 小，但越清楚.這一結(jié)論可借助于下圖來理解.在圖中，透鏡L】前方AB范圍內(nèi)的景物通過透鏡成像于AB，范圍內(nèi)，透鏡Lz前方CD 范圍內(nèi)的景物通過透鏡成像于CTD，范闈內(nèi)，若AB到L1的距離與CD到L?的距離相等， 且A'B'=C' D',而A'B倒C的距離大于C'D'

17、;到L2的距離（則Li的焦距長于Q的焦距）, 則顯然會(huì)有AB<CD.在圖中所示的各張照片中，D圖所拍攝到的范圍最小，可見它是用照相機(jī)甲拍攝的.同 理可得到A圖、C圖、B圖分別是用照相機(jī)丙、丁、乙拍攝的.答案：D, B, A, C照相問題三如圖，紙筒A的一端蒙了一層半透明紙，紙筒B的一端嵌了一個(gè)凸透鏡，兩紙筒套在 一起組成了一個(gè)模型照相機(jī)。為了在A端得到清晰的像，要調(diào)整A、B間的距離，這時(shí)（）A.眼睛應(yīng)對(duì)著B端向筒內(nèi)觀察，看看像是否清楚B.如果看近處的景物時(shí)像很清楚，再看遠(yuǎn)處的景物時(shí)就應(yīng)該把B向外拉，增加A、B 間的距離C.應(yīng)把A端朝著明亮的室外，B筒朝著較暗的室內(nèi)，否則看不清楚D.應(yīng)把B

18、端朝著明亮的室外，A筒朝著較暗的室內(nèi)，否則看不清楚思路點(diǎn)撥從光學(xué)原理上來說，照相機(jī)就是一個(gè)利用凸透鏡成實(shí)像的裝置.圖中模型照相機(jī)中，B 處為凸透鏡，A處的半透明紙就是我們做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)的光屏（在真實(shí)照相機(jī)中，這一 位置放的就是照相感光膠片，即通常所說的“底片”），我們?cè)诎胪该骷埳纤吹降木褪峭?透鏡前方的景物通過凸透鏡所生成的像.顯然，我們應(yīng)該對(duì)著A端向筒內(nèi)方向觀察而不是 對(duì)著B端向筒內(nèi)方向觀察，才可以看到物體的像.由凸透鏡的成像規(guī)律可知，離透鏡越遠(yuǎn)的物體通過透鏡所生成的像離透鏡越近，所以， 當(dāng)在此模型照相機(jī)的半透明紙上看到近處的景物的像很清楚時(shí)，說明此時(shí)近處景物的像正好 成在半透明紙上，而這處物體的像則應(yīng)該成在離透鏡更近的地方，為使遠(yuǎn)處物體的像能清楚 地成在透明紙上，顯然應(yīng)將透明紙向透鏡靠攏一些，而不應(yīng)該把B向外拉使A、B之間的 距離增加.為使半透明紙上得到的像更亮一些（這時(shí)看到的像也就清楚一些），要成像的物體就應(yīng)該 在明亮的地方，所以應(yīng)該把模型照相機(jī)的B端朝著室外而不是朝著較暗的室內(nèi).答案：D照相問題四1 .攝影膠片的感光能力一定時(shí)，要獲得正確曝光的底片，鏡頭的透光面積和曝光時(shí)間 的組合就應(yīng)該是一定的，鏡頭的透光面積由叫做“光圈”的構(gòu)件控制，通常用22、16、11、 8、5.6、4、2.8等數(shù)字代表，22就