光學(xué)作圖及典型題專(zhuān)題講座

1、光學(xué)作圖及典型題專(zhuān)題講座何永亮一、成像知識(shí)回顧1成像的主要原因a光的直線傳播，如小孔成像；b光的反射，如平面鏡成像；c光的折射，如水中的折射成像、透鏡成像等。2成像的性質(zhì)像的性質(zhì)主要有：虛與實(shí)、倒與正、放大與縮小或等大。實(shí)像是由物體發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光學(xué)器件會(huì)聚形成的，不僅能用眼睛看見(jiàn)，還能用光屏接收并保存下來(lái)；虛像是物體發(fā)出的光經(jīng)反射或折射后反向延長(zhǎng)相交而成的，不能用光屏接收?！暗古c正”、“放大、縮小或等大”都是物體所成的像相對(duì)物體而言的。3像的動(dòng)態(tài)變化當(dāng)物體相對(duì)光學(xué)器件運(yùn)動(dòng)時(shí)，所成的像的大小、像離光學(xué)器件的距離都有相應(yīng)的改變，初中階級(jí)主要考查平面鏡與凸透鏡成像的動(dòng)態(tài)變化，其中凸透鏡成像的規(guī)律可以

2、整理成口訣：一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小；物像同側(cè)虛像正，物像異側(cè)實(shí)像倒；物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)則像近像小，像距物距唱反調(diào)。即：物體離凸透鏡的距離大于一倍焦距時(shí)成實(shí)像，小于一倍焦距時(shí)成虛像；虛像相對(duì)于物體是正立的，且和物體在透鏡的同側(cè)；實(shí)像相對(duì)于物體是倒立的，且和物體在透鏡的異側(cè)；物體向焦點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，所成的像變大，物距變大像距變小，物距變小像距變大。二、作圖要點(diǎn)1光的反射作圖要點(diǎn)：a物、像關(guān)于平面鏡對(duì)稱(chēng)；b平面鏡是物點(diǎn)和像點(diǎn)連線的垂直平分線；c反射角等于入射角，法線是反射光線和入射光線夾角的角平分線，且法線與鏡面垂直，平面鏡成像時(shí)，所有反射光線的反向延長(zhǎng)線一定經(jīng)過(guò)鏡后的像。2光的折射作圖要點(diǎn)：a凸

3、透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用，有三條特殊光線。凹透鏡對(duì)光起發(fā)散作用，有三條特殊光線。b當(dāng)光從空氣斜射入玻璃或水等其它介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；反之則折射角大于入射角作圖注意事項(xiàng)：（1）要借助工具作圖，作圖一定要規(guī)范。（2）是實(shí)際光線畫(huà)實(shí)線，不是實(shí)際光線畫(huà)虛線。（3）光線要帶箭頭，光線與光線之間要連接好，不要斷開(kāi)。（4）作光的反射或折射光路圖時(shí)，應(yīng)先在入射點(diǎn)作出法線（虛線），然后根據(jù)反射角與入射角或折射角與入射角的關(guān)系作出光線。三、熱點(diǎn)問(wèn)題分類(lèi)精析1平面鏡成像問(wèn)題例1 如圖1所示，s為點(diǎn)光源s在平面鏡mn中的像a為光源s發(fā)出的一條光線，請(qǐng)畫(huà)出平面鏡mn，并完成光線sa的光路。1精析：本題關(guān)鍵是根據(jù)平面鏡成

4、像的對(duì)稱(chēng)性，即像與物體的連線與平面鏡垂直，像與物體到鏡面的距離相等，連接ss并作其中垂線就是平面鏡的位置（如圖2所示），其它問(wèn)題迎刃而解。答案如圖2所示。2凸透鏡成像問(wèn)題 圖 2例2 放映幻燈片時(shí)，在屏幕上得到的是幻燈片上景物的（ ） a正立、放大的虛像；b正立、放大的實(shí)像；c倒立、放大的虛像；d倒立、放大的實(shí)像。精析：“正立”與“倒立”是相對(duì)的，是相對(duì)一定參照物而言的。放映幻燈片時(shí)，大家在屏幕看到的確實(shí)是“正立”的像，這里說(shuō)的“正立”是以日常生活中處于常態(tài)的景物為參照物而言的，而光學(xué)中說(shuō)的“倒立”與“正立”是以物為參照物而言的。像與物同向?yàn)椤罢ⅰ?；像與物反向?yàn)椤暗沽ⅰ?。放映幻燈片時(shí)，幻燈片

5、是倒（以常規(guī)景物為參照物）插在幻燈機(jī)的光源與鏡頭之間的，屏幕上的像相對(duì)于幻燈片上的圖而言是“倒立”的。實(shí)像是由實(shí)際光線組成，否則為虛像。幻燈機(jī)屏幕確有光線會(huì)聚，故是實(shí)像。正確答案為應(yīng)為d。3動(dòng)態(tài)的成像問(wèn)題例3 一平面鏡與水平桌面成45°角，一小球以1m/s的速度沿桌面向平面鏡勻速滾去（如圖3所示），則小球在平面鏡里的像（ ）a以1m/s的速度做豎直向上運(yùn)動(dòng)；b以1m/s的速度做豎直向下運(yùn)動(dòng)；c以2m/s的速度做豎直向上運(yùn)動(dòng)；d以2m/s的速度做豎直向下運(yùn)動(dòng)。精析：解題關(guān)鍵是判斷小球在平面鏡中的像是怎樣運(yùn)動(dòng)的。如圖4所示，設(shè)小球從桌面a滾動(dòng)到b，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，分別作出小球在平面鏡

6、中的像a和b，可以知道a和b位于豎直方向，且有abab。所以小球在鏡中的像以1m/s的速度做豎直向下的運(yùn)動(dòng)，選b圖。四、典型題練習(xí)1作出下列各圖的入射光線（或反射光線、鏡面、折射光線）并標(biāo)出入射角、反射角或折射角。2。根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)畫(huà)出鏡中的像（或鏡前的物體）。3.利用光的反射定律作出點(diǎn)s在平面鏡中的成像光路圖。4有一束光通過(guò)a點(diǎn)射到鏡面，反射后經(jīng)過(guò)b點(diǎn) ，請(qǐng)畫(huà)出入射光線和反射光線。5.完成下列各透鏡的光路。6在下圖方框中填入適當(dāng)?shù)耐哥R，并完成光路。7下面兩圖都是時(shí)鐘在平面鏡中成的像，它們的實(shí)際時(shí)間是甲：_；乙：_。甲 乙8.如圖是束光在空氣與某種透明物質(zhì)界面上發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，圖中_為分界面；界面的_邊是空氣；_為入射角；_為反射角；_為折射角。9一物體沿凸透鏡的主光軸移動(dòng)，當(dāng)物距為30厘米時(shí)，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上得到一個(gè)放大的實(shí)像，當(dāng)物體移至物距為15厘米時(shí)，它的像一定是（ ）A放大實(shí)像B縮小的實(shí)像C放大的虛像D縮小的虛像1