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光学作图及典型题

【 发布作者 北京家教】

一、成像知识回顾

1.成像的主要原因

a.光的直线传播,如小孔成像;

b.光的反射,如平面镜成像;

c.光的折射,如水中的折射成像、透镜成像等。

2.成像的性质

像的性质主要有:虚与实、倒与正、放大与缩小或等大。

实像是由物体发出的光经过光学器件会聚形成的,不仅能用眼睛看见,还能用光屏接收并保存下来;虚像是物体发出的光经反射或折射后反向延长相交而成的,不能用光屏接收。“倒与正”、“放大、缩小或等大”都是物体所成的像相对物体而言的。

3.像的动态变化

当物体相对光学器件运动时,所成的像的大小、像离光学器件的距离都有相应的改变,初中阶级主要考查平面镜与凸透镜成像的动态变化,其中凸透镜成像的规律可以整理成口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物像同侧虚像正,物像异侧实像倒;物近像远像变大,物远则像近像小,像距物距唱反调。即:物体离凸透镜的距离大于一倍焦距时成实像,小于一倍焦距时成虚像;虚像相对于物体是正立的,且和物体在透镜的同侧;实像相对于物体是倒立的,且和物体在透镜的异侧;物体向焦点运动,所成的像变大,物距变大像距变小,物距变小像距变大。

二、作图要点

1.光的反射作图要点:

a.物、像关于平面镜对称;

b.平面镜是物点和像点连线的垂直平分线;

c.反射角等于入射角,法线是反射光线和入射光线夹角的角平分线,且法线与镜面垂直,平面镜成像时,所有反射光线的反向延长线一定经过镜后的像。

2.光的折射作图要点:

a.凸透镜对光起会聚作用,有三条特殊光线。凹透镜对光起发散作用,有三条特殊光线。

b.当光从空气斜射入玻璃或水等其它介质时,折射角小于入射角;反之则折射角大于入射角。

    

3.作图注意事项:

(1)要借助工具作图,作图一定要规范。

(2)是实际光线画实线,不是实际光线画虚线。

(3)光线要带箭头,光线与光线之间要连接好,不要断开。

(4)作光的反射或折射光路图时,应先在入射点作出法线(虚线),然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线。

三、热点问题分类精析

1.平面镜成像问题

例1 如图1所示,s’为点光源s在平面镜mn中的像,sa为光源s发出的一条光线,请画出平面镜mn,并完成光线sa的光路。

图 1

精析:本题关键是根据平面镜成像的对称性,即像与物体的连线与平面镜垂直,像与物体到镜面的距离相等,连接ss’并作其中垂线就是平面镜的位置(如图2所示),其它问题迎刃而解。答案如图2所示。