趙立民
幾何光學(xué)是以光的直線傳播為基礎(chǔ),利用幾何知識,研究光在傳播過程中所遵循的規(guī)律,
中學(xué)階段涉及以下幾個要點:①光的直線傳播規(guī)律;②光的反射規(guī)律;③光的折射規(guī)律;④平面鏡、棱鏡和玻璃磚等光學(xué)元件對光路的控制特征;⑤根據(jù)光的反射定律和光的折射定律作光路的方法,并利用光路圖進行成像問題和視域問題的相關(guān)計算和分析,下面就高考中的六類熱點題型做一分析。
一、考查光的直線傳播規(guī)律
光在同一種均勻介質(zhì)中是勻速直線傳播的,在不同的介質(zhì)中傳播的速度不同,求解此類問題時,要善于應(yīng)用光的直線傳播特點和相關(guān)的幾何知識。
例1如圖1所示,圖中做出了用來分析產(chǎn)生日環(huán)食的必要光線,當(dāng)?shù)厍蛏系挠^察者隨同地球一起進入圖中1、2、3、4、5中的哪個區(qū)域時,可能觀察到日環(huán)食( )。
A,進入?yún)^(qū)域1中 B,進入?yún)^(qū)域2中
C,進入?yún)^(qū)域3或5中 D,進人區(qū)域4中
分析由光的直線傳播特點可知,當(dāng)?shù)厍蛏系挠^察者隨同地球一起進入圖中的區(qū)域4時,正好觀察到從太陽邊緣上發(fā)出的光,而中心部位發(fā)出的光被月球擋住,從而觀察到了日環(huán)食現(xiàn)象,故本題的正確選項為D。
二、考查平面鏡原理
平面鏡是光的反射定律應(yīng)用的典型實例,平面鏡是利用光的反射定律控制光的傳播方向或用來成像的光學(xué)儀器,求解有關(guān)平面鏡的問題時,既要充分運用平面鏡的成像特點:等大、正立和虛像,物與像關(guān)于鏡面對稱;又要注意作好成像光路圖,便于確立最佳的解題方案。
例2(2004全國理綜)如圖2所示,s為一在xy平面內(nèi)的點光源,一平面鏡垂直于xy平面放置,它與xy平面的交線為MN,MN與X軸的夾角θ=30°?,F(xiàn)保持,s不動,令平面鏡以速率V沿X軸正方向運動,則S經(jīng)平面鏡所成的像( )。