屈光平

〔關(guān)鍵詞〕 物理教學(xué)；透鏡成像；任

意光線；作圖

〔中圖分類號(hào)〕 G633.7

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 C

〔文章編號(hào)〕 1004—0463（2013）

06—0083—01

在透鏡成像作圖中，由于三條特殊光線易于掌握，便于運(yùn)用，因而應(yīng)用三條特殊光線作圖已經(jīng)成為一種基本模式.然而由于三條特殊光線的過(guò)于突出，使得其他光線的作用相對(duì)淡化，這對(duì)正確認(rèn)識(shí)透鏡成像原理反而不利.

像是從發(fā)光點(diǎn)射到透鏡的所有光線（無(wú)數(shù)條）經(jīng)透鏡折射后的出射光線（或出射光線的反向延長(zhǎng)線）的交點(diǎn)，也就是說(shuō)從發(fā)光點(diǎn)射向透鏡的每一條光線經(jīng)透鏡折射后都經(jīng)過(guò)該發(fā)光點(diǎn)的像點(diǎn)（而不僅僅是三條特殊光線），這是透鏡成像作圖的基本依據(jù).下面通過(guò)兩例加以說(shuō)明.

例1 如圖1所示，S1、S2為發(fā)光點(diǎn)，S1'、S2'分別為S1、S2通過(guò)透鏡（圖中未畫出）成的像，試作圖求出透鏡的位置、光心和種類，并依次寫出作圖的步驟.

[圖1]

[解與析]：該題由于透鏡的種類、位置、焦點(diǎn)均未知，因而平行于主光軸的光線與經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)的光線均無(wú)法畫出.由于經(jīng)過(guò)光心的光線不改變方向，故而連接S1、S1'與S2、S2'這兩條光線的交點(diǎn)即為該透鏡的光心，求出光心后還不能確定透鏡位置，因?yàn)橐_定一條直線需要兩個(gè)點(diǎn)，那么另一個(gè)點(diǎn)的確定就要運(yùn)用其他光線.該題最容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤就是求出光心后先入為主的將透鏡認(rèn)為是豎直放置，然后作成像光路圖，從而確定透鏡的種類，之所以出現(xiàn)這種錯(cuò)誤，其根本原因就在于對(duì)透鏡成像的本質(zhì)沒(méi)有理解.

錯(cuò)誤畫法（如圖2所示）

[圖2]

（1）連接S1、S1'和S2、S2'，它們的交點(diǎn)為O，即為透鏡的光心；

（2）過(guò)O作線段PQ，即為透鏡，過(guò)O作PQ的垂線，即為主光軸MN；

（3）作過(guò)平行于MN的直線交PQ于A，連接AS1'，即為平行于主光軸入射光線的折射光線；過(guò)S2作平行于MN的直線交PQ于B，連接BS2'，即為平行于主光軸入射光線的折射光線；

（4）由成像性質(zhì)看該透鏡為凸透鏡.

正確畫法（如圖3所示）

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