光学画图Word格式.docx

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（2）根据物像特点作图

例2如图3，平面镜MN上方有一物体AB，试用作图回答下列问题：

（1）人眼在什么范围内可以看到整个物体AB在镜中的像？

（2）要使人眼在E点看不到镜中的像，至少应把平面镜的哪一部分遮住？

图3

分析：

（1）首先用对称法作出物体AB在平面镜中的像A”B”（如图4）。

借助像A”B”，分别作出从A、B射向平面镜边缘M、N点的入射光线所对应的反射光线NA1、NB1、MA2、MB2。

则观察范围在光线NA1、MA2所夹的范围内。

图4

（2）分别连结A”E和B”E，与镜面相交于Q、R（如图5），处于E处的人眼就是通过平面镜QR之间的部分看到AB在平面镜中完整的像A”B”，因此至少应遮住RQ这一部分。

图5

2.光的折射

根据光在传播过程中光路宽窄的变化，可以将光分成平行光&

#0;

&

光路宽窄不变；

会聚光&

光路变窄；

发散光&

光路变宽。

①凸透镜对光起会聚作用；

凹透镜对光起发散作用。

②光从空气斜射入其它媒质，折射角小于入射角；

反之则折射角大于入射角。

（1）根据折射规律作图

例3如图6所示是上、下表面平行的玻璃砖，一束光从空气斜射到玻璃砖的上表面，这束光从玻璃砖的下表面透射后的光路是怎样的？

图6

如图7所示，光在上表面折射时，折射角r小于入射角i；

在下表面折射时，入射角等于r（因为上、下表面平行），根据光路可逆原理，这时折射角应等于i，因此透射光平行于入射光，并且向左侧移了一段距离。

由此可见玻璃砖对光线有侧移作用。

进一步研究表明，玻璃砖越厚，侧移距离越大。

图7

例4通过作图作出潜水侦察兵在水底下看到岸上目标A的像的大致位置（如图8）。

图8

光从空气进入水中，折射角小于入射角。

折射后的光线进入侦察兵的眼睛，由于人感觉光是沿直线传播的，将水中的折射光线反向延长，延长线高于A点，所以侦察员看到的像比目标高了一些（如图9所示）。

图9

（2）根据特殊光线作图

例5如图10所示，AO是入射光线，OB是光通过凸透镜或凹透镜折射后的传播方向，试在图中的适当位置填上适当的光学元件，并画出主光轴的位置。

图10

当入射光只有一条时，可添加一条与入射光线平行的辅助线，使之形成一束平行光。

辅助线可加在入射光线的上方，也可以加在下方，同时将辅助线当作主光轴。

然后再看这束平行光经过光学元件折射后光路宽窄的变化，以区分是会聚还是发散了。

若是发散，则填凹透镜（如图11）；

若是会聚，则填凸透镜（如图12）。

图11图12

如果同学们有兴趣，还可作辅助线与折射光线OB平行，可再得到两个解，不妨一试。

例6实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光，这时可以利用两块透镜的组合来解决。

请在图13中的方框中画出它们的组合方式，并分别写出两块透镜间的距离s跟两块透镜的焦距

的关系。

图13

解法1：

（1）分别沿正、反方向延长入射、出射光线；

（2）交叉连接入射、出射光线；

（3）在光路转折处填凸透镜（如图14所示），且

。

图14

解法2：

（1）分别沿正、反向延长入射、出射光线方向；

（2）不交叉连接入射、出射光线；

（3）在光路转折处分别填凸透镜和凹透镜（如图15所示），且

图15

光学作图及典型题

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；

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。

图2

2．凸透镜成像问题

例2放映幻灯片时，在屏幕上得到的是幻灯片上景物的（　）

A．正立、放大的虚像；

B．正立、放大的实像；

C．倒立、放大的虚像；

D．倒立、放大的实像。

“正立”与“倒立”是相对的，是相对一定参照物而言的。

放映幻灯片时，大家在屏幕看到的确实是“正立”的像，这里说的“正立”是以日常生活中处于常态的景物为参照物而言的，而光学中说的“倒立”与“正立”是以物为参照物而言的。

像与物同向为“正立”；

像与物反向为“倒立”。

放映幻灯片时，幻灯片是倒（以常规景物为参照物）插在幻灯机的光源与镜头之间的，屏幕上的像相对于幻灯片上的图而言是“倒立”的。

实像是由实际光线组成，否则为虚像。

幻灯机屏幕确有光线会聚，故是实像。

正确答案为应为D。

3．动态的成像问题

例3一平面镜与水平桌面成45°

角，一小球以1m/s的速度沿桌面向平面镜匀速滚去（如图3所示），则小球在平面镜里的像（　）

图3

A．以1m/s的速度做竖直向上运动；

B．以1m/s的速度做竖直向下运动；

C．以2m/s的速度做竖直向上运动；

D．以2m/s的速度做竖直向下运动。

解题关键是判断小球在平面镜中的像是怎样运动的。

如图4所示，设小球从桌面A滚动到B，根据平面镜成像特点，分别作出小球在平面镜中的像A’和B’，可以知道A’和B’位于竖直方向，且有A’B’＝AB。

所以小球在镜中的像以1m/s的速度做竖直向下的运动，选B。

四、典型题练习

1．作出下列各图的入射光线（或反射光线、镜面、折射光线）并标出入射角、反射角或折射角。

2．根据平面镜成像特点画出镜中的像（或镜前的物体）。

3．利用光的反射定律作出点。

4．有一束光通过A点射到镜面，反射后过光源S的成像光路图B点，请画出入射光线和反射光线。

5．完成下列各透镜的光路。

6．在下图方框中填入适当的透镜，并完成光路。

7．下面两图都是时钟在平面镜中成的像，它们的实际时间是甲：

________；

乙：

________。

　　甲　　　　　　　　　　乙

8．如图是束光在空气与某种透明物质界面上发生反射和折射现象，图中________为分界面；

界面的________边是空气；

∠________为入射角；

∠________为反射角；

∠________为折射角。

9．一物体沿凸透镜的主光轴移动，当物距为30厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像，当物体移至物距为15厘米时，它的像一定是（　）

A．放大实像B．缩小的实像C．放大的虚像D．缩小的虚像

10．某同学做“研究凸透镜成像规律”实验时，所给的有下面不同焦距的四块凸透镜，实验中，光屏移到离凸透镜16厘米处，得到烛焰倒立、放大的像，这块凸透镜的焦距可能是（　）

A．f＝4厘米B．f＝8厘米C．f＝12厘米D．f＝16厘米