1、(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
2、部分。图52. 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&光路宽窄不变;会聚光&光路变窄;发散光&光路变宽。凸透镜对光起会聚作用;凹透镜对光起发散作用。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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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 22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
9、”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 3A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
10、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ABAB。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()Af4厘米Bf8厘米Cf12厘米Df16厘米
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