光學(xué)作圖題訓(xùn)練題.doc

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1、光學(xué)作圖的兩座“堡壘”根據(jù)“光的反射”和“光的折射”規(guī)律來作光路圖，是同學(xué)們學(xué)習(xí)光學(xué)部分應(yīng)掌握的重點(diǎn)內(nèi)容。如何攻克這兩座“堡壘”，需用光學(xué)知識和幾何知識這兩把“利刃”。由于每年各地中考物理試題中有關(guān)光學(xué)作圖題的題型常有出現(xiàn)，故有必要說說光學(xué)作圖的一些方法和技巧，以達(dá)到如下學(xué)習(xí)目的和要求：1.會畫平面鏡光路圖，能根據(jù)光的反射定律、平面鏡成像特點(diǎn)解決作圖等方面的問題。2.會畫凸透鏡和凹透鏡，能根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律分析、解決一些簡單的光學(xué)問題。3.知道光在真空中的傳播速度，知道實(shí)像和虛像的區(qū)別，知道光由空氣射入水或其他介質(zhì)中光線的折射情況及光路的可逆性。一、光的反射（1）作圖要點(diǎn)：<1>物、像關(guān)于平

2、面鏡對稱；<2>平面鏡是物點(diǎn)和像點(diǎn)連線的垂直平分線；<3>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，且法線與反射面垂直。（2）根據(jù)成像特點(diǎn)作圖例1.S是一個發(fā)光點(diǎn)，是它在平面鏡中成的像，SA是S發(fā)出的一條光線，請?jiān)趫D1中畫出平面鏡的位置和光線SA經(jīng)平面鏡反射后的反射光線。步驟：<1>連結(jié)光點(diǎn)S和像點(diǎn)；<2>作的垂直平分線即為平面鏡的位置，與SA相交于點(diǎn)B；<3>連結(jié)與B，向前延伸作光線BC，則BC為入射光線SA的反射光線。如圖2所示。（3）根據(jù)物像特點(diǎn)作圖例2.如圖3，平面鏡MN上方有一物體AB，試用作圖回答下列問題。<1>人眼在什么范圍里可以看到整個物體AB在鏡中的像？<2

3、>要使人眼在E點(diǎn)看不到鏡中的像，至少應(yīng)把平面鏡的哪一部分遮住。解答：<1>首先用對稱法作出物體AB在平面鏡中的像（如圖4）；借助像，作出過A、B射向平面鏡N點(diǎn)的入射光線對應(yīng)的反射光線；同理，作出過M點(diǎn)的反射光線，觀察范圍應(yīng)該在光線所夾的范圍內(nèi)。<2>從像連接眼睛E：，分別與鏡面相交于Q、R，（如圖5），處于E處的人眼就是通過平面鏡QR之間的部分看到平面鏡中完整的像，因而至少應(yīng)該遮住RQ這一部分。二、光的折射（1）作圖要點(diǎn)：<1>根據(jù)光在傳播過程中光路寬窄的變化，可以將光分成平行光��光路寬窄不變的光；會聚光��光路變窄的光；發(fā)散光��光路變寬的光。<2>凸

4、透鏡對光起會聚作用；凹透鏡對光起發(fā)散作用。<3>光從空氣斜射入其它媒質(zhì)，折射角小于入射角；反之則折射角大于入射角。（2）根據(jù)折射規(guī)律作圖例3.如圖6所示是上、下表面平行的玻璃磚，一束光從空氣斜射到玻璃磚的上表面，這束光從玻璃磚的下表面透射后的光路是怎樣的？解答：如圖7所示，光在上表面折射時，折射角r小于入射角i，在下表面折射時，入射角等于r（因?yàn)樯?、下表面平行），根?jù)光路可逆原理，這時折射角應(yīng)等于i，因此透射光平行于入射光，并且向左側(cè)移了一段距離，由此可見玻璃磚對光線有側(cè)移作用，進(jìn)一步研究表明，玻璃磚越厚，側(cè)移距離越大。例4.通過作圖作出潛水偵察兵在水底下看到岸上目標(biāo)A的像的大致位置（如圖8

5、）。解答：由作圖可以看出，光從空氣進(jìn)入水中折射角小于入射角，當(dāng)折射后的光線進(jìn)入潛水員的眼睛里被潛水員看到，由于人的感覺光線是沿直線傳播的，所以將折射入水中的光線反向延長相交于目標(biāo)A點(diǎn)的上方，也就是說潛水員看到的像比目標(biāo)升高了一些（如圖9所示）。（3）根據(jù)透鏡的特殊光線作用例5.如圖10所示，AO是入射光線，OB是光通過凸透鏡或凹透鏡折射后的傳播方向，試在圖中的適當(dāng)位置填上適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件，并畫出主光軸的位置。分析：根據(jù)上述作圖要點(diǎn)<1>對光路變化的分類方法，當(dāng)入射光只有一條時，可添加一條與入射光線平行的輔助線，使之形成一束平行光，然后再看這束平行光經(jīng)過光學(xué)元件折射后光路寬窄的變化，以區(qū)分是會聚

6、還是發(fā)散了，若是發(fā)散，則填個凹透鏡（如圖11）；若是會聚就填個凸透鏡（如圖12）。輔助線可加在入射光線的上方。也可以加在下方，同時將輔助線光作光軸，這樣一來就能得到兩個解答。如果同學(xué)們有興趣，還可將輔助線與折射光線OB平行，可再能得到兩個解答，不妨一試。例題6.實(shí)驗(yàn)中有時需要將一束粗平行光變成細(xì)平行光，這可以利用兩塊透鏡的組合來解決，請?jiān)趫D13中的方框中畫出它們的組合方式，并分別寫出兩塊透鏡間的距離s跟兩塊透鏡的焦距的關(guān)系。解法1：（1）分別正、反方向延長入、出射光線；（2）交叉連接入、出射光線；（3）在光路轉(zhuǎn)折處填凸透鏡（如圖14所示），且。解法2：（1）分別正、反向延長入、出射光線；（2

7、）不交叉連接入、出射光線；（3）在光路轉(zhuǎn)折處分別填凸透鏡和凹透鏡（如圖15所示），且。?光學(xué)作圖復(fù)習(xí)指南1.光的反射作圖要點(diǎn)：①物、像關(guān)于平面鏡對稱；②平面鏡是物點(diǎn)和像點(diǎn)連線的垂直平分線；③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。（1）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖例1S是一個發(fā)光點(diǎn)，S’是它在平面鏡中成的像，SA是S發(fā)出的一條光線，請?jiān)趫D1中畫出平面鏡的位置和光線SA經(jīng)平面鏡反射