初中物理光學作圖及典型題學法指導

2022-04-26 18:51:02 字數 1939 閱讀 4222

一、成像知識回顧

1.成像的主要原因

a.光的直線傳播,如小孔成像;

b.光的反射,如平面鏡成像;

c.光的折射,如水中的折射成像、透鏡成像等。

2.成像的性質

像的性質主要有:虛與實、倒與正、放大與縮小或等大。

實像是由物體發出的光經過光學器件會聚形成的,不僅能用眼睛看見,還能用光屏接收並儲存下來;虛像是物體發出的光經反射或折射後反向延長相交而成的,不能用光屏接收。「倒與正」、「放大、縮小或等大」都是物體所成的像相對物體而言的。

3.像的動態變化

當物體相對光學器件運動時,所成的像的大小、像離光學器件的距離都有相應的改變,初中階級主要考查平面鏡與凸透鏡成像的動態變化,其中凸透鏡成像的規律可以整理成口訣:一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小;物像同側虛像正,物像異側實像倒;物近像遠像變大,物遠則像近像小,像距物距唱反調。即:

物體離凸透鏡的距離大於一倍焦距時成實像,小於一倍焦距時成虛像;虛像相對於物體是正立的,且和物體在透鏡的同側;實像相對於物體是倒立的,且和物體在透鏡的異側;物體向焦點運動,所成的像變大,物距變大像距變小,物距變小像距變大。

二、作圖要點

1.光的反射作圖要點:

a.物、像關於平面鏡對稱;

b.平面鏡是物點和像點連線的垂直平分線;

c.反射角等於入射角,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,平面鏡成像時,所有反射光線的反向延長線一定經過鏡後的像。

2.光的折射作圖要點:

a.凸透鏡對光起會聚作用,有三條特殊光線。凹透鏡對光起發散作用,有三條特殊光線。

b.當光從空氣斜射入玻璃或水等其它介質時,折射角小於入射角;反之則折射角大於入射角。

3.作圖注意事項:

(1)要借助工具作圖,作圖一定要規範。

(2)是實際光線畫實線,不是實際光線畫虛線。

(3)光線要帶箭頭,光線與光線之間要連線好,不要斷開。

(4)作光的反射或折射光路圖時,應先在入射點作出法線(虛線),然後根據反射角與入射角或折射角與入射角的關係作出光線。

三、熱點問題分類精析

1.平面鏡成像問題

例1 如圖1所示,s』為點光源s在平面鏡mn中的像,sa為光源s發出的一條光線,請畫出平面鏡mn,並完成光線sa的光路。

圖 1精析:本題關鍵是根據平面鏡成像的對稱性,即像與物體的連線與平面鏡垂直,像與物體到鏡面的距離相等,連線ss』並作其中垂線就是平面鏡的位置(如圖2所示),其它問題迎刃而解。答案如圖2所示。

圖 22.凸透鏡成像問題

例2 放映幻燈片時,在螢幕上得到的是幻燈片上景物的( )

a.正立、放大的虛像;

b.正立、放大的實像;

c.倒立、放大的虛像;

d.倒立、放大的實像。

精析:「正立」與「倒立」是相對的,是相對一定參照物而言的。放映幻燈片時,大家在螢幕看到的確實是「正立」的像,這裡說的「正立」是以日常生活中處於常態的景物為參照物而言的,而光學中說的「倒立」與「正立」是以物為參照物而言的。

像與物同向為「正立」;像與物反向為「倒立」。放映幻燈片時,幻燈片是倒(以常規景物為參照物)插在幻燈機的光源與鏡頭之間的,螢幕上的像相對於幻燈片上的圖而言是「倒立」的。實像是由實際光線組成,否則為虛像。

幻燈機螢幕確有光線會聚,故是實像。正確答案為應為d。

3.動態的成像問題

例3 一平面鏡與水平桌面成45°角,一小球以1m/s的速度沿桌面向平面鏡勻速滾去(如圖3所示),則小球在平面鏡裡的像( )

圖 3a.以1m/s的速度做豎直向上運動;

b.以1m/s的速度做豎直向下運動;

c.以2m/s的速度做豎直向上運動;

d.以2m/s的速度做豎直向下運動。

精析:解題關鍵是判斷小球在平面鏡中的像是怎樣運動的。如圖4所示,設小球從桌面a滾動到b,根據平面鏡成像特點,分別作出小球在平面鏡中的像a』和b』,可以知道a』和b』位於豎直方向,且有a』b』=ab。

所以小球在鏡中的像以1m/s的速度做豎直向下的運動,選b。圖4

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