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中学生物理小常识:凸透镜中三条特殊光线的应用

发布时间:2016-05-27 来源:新东方在线 发布人:tusya

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初中网校特为正在努力复习的考生们整理了《中学生物理小常识:凸透镜中三条特殊光线的应用》,希望对大家有帮助!

凸透镜的光路图中有三条特殊光线,它们的传播方向是特定的,掌握这三条光线的具体传播情况,不但对凸透镜的光路图的画法有帮助,同时对凸透镜成像规律的作图法得出有重要作用。

凸透镜三条特殊光线:(1)过光心的光线,其传播方向不改变;(2)平行主光轴的光线过焦点;(3)过焦点射向凸透镜的光线折射后将平行主光轴传播。

具体应用:

1、凸透镜对光线作用的光路图

关于体现凸透镜对光线的作用的光路图有两个:一是平行主光轴的一束光经凸透镜的传播;二是放在焦点的点光源射向凸透镜的光线经凸透镜折射后的传播。如何准确画出光路图,可以通过记住凸透镜对光线的会聚作用的基础上,记住这两种具体的传播情况。但这需要记忆的量较大,并且这种机械记忆容易遗忘。而如果记住三条特殊光线的传播则很容易画出光路图,并且实际上我们只需记两条光线即可,因为其中的(2)、(3)已知一条即可根据光路可逆知道另一条。

2、也许认为这很简单,何必如此麻烦?

在凸透镜的特殊作图中就可看出其用处之大了。如何画出图中光线的传播,用一般的方法很难做出。下面我们用三条特殊光线作图:再画两条平行原光线的光线,一条过光心,一条过焦点;画出这两条光线的折射光线,交于A点;则原光线定过A点,可画出待求光线。

3、运用作图法得出凸透镜成像规律

课本上凸透镜成像规律是通过实验的方法得出的,实际上也可以通过作图的方法得出。特别在我们急需这些知识,但就是想不起来时,我们就可用作图法简单的几笔就得出,这不失为一种用处很大的方法。而这种方法的前提是需要知道三条特殊光线的传播。具体做法:在凸透镜的主光轴上两侧分别标出焦点和二倍焦距处,按物距要求在主光轴上画出物体(用带箭头的线段表示),从物体的箭头出发出两条光线射向凸透镜,这两条光线必须是三条特殊光线中的两条,如果在另一侧相交于一点,则这一点就为箭头的实像点,垂直主光轴画出整个像,从图中很容易看出像的性质。如果在另一侧光线是发散的,则其反向延长线相交的点为箭头的虚像点。图4为当物距大于焦距而小于二倍焦距时成像的光路图。从图中我们很容易看出:当物距大于焦距而小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,像距大于二倍焦距。

特别在研究当物距等于二倍焦距时,由于实验器材的缘故,我们几乎不能得出其成像规律,只有借助作图法才可得到。准确得出用此方法才能得到的规律:物像等大,像距恰为二倍焦距。其像的大小既可通过用刻度尺测量得出,也可通过几何证明两三角形全等得到。


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