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        透鏡作圖考點(diǎn)突破

        2022-12-09 22:37:17李琦
        關(guān)鍵詞:凹透鏡入射光凸透鏡

        李琦

        考點(diǎn)一:透鏡的三條特殊光線作圖

        透鏡的三條特殊光線分別是指平行于主光軸、過(guò)光心和過(guò)焦點(diǎn)的入射光線,三條特殊光線分別經(jīng)過(guò)凸透鏡和凹透鏡的傳播特點(diǎn)如圖1所示。

        由圖1可見(jiàn),經(jīng)過(guò)透鏡的三條特殊光線的傳播特點(diǎn)可概括為:①“平軸入射折過(guò)焦”——平行于主光軸的入射光線經(jīng)透鏡折射后,折射光線過(guò)焦點(diǎn)(凸透鏡是正向傳播過(guò)焦點(diǎn),而凹透鏡是反向延長(zhǎng)過(guò)虛焦點(diǎn));②“過(guò)心入射折不偏”——過(guò)光心的入射光線經(jīng)透鏡折射后,傳播方向總不變;③“過(guò)焦入射折平軸”——過(guò)焦點(diǎn)的入射光線經(jīng)透鏡折射后,折射光線平行于主光軸。

        注意事項(xiàng):①線的虛實(shí)要分明,實(shí)際光線畫(huà)實(shí)線,反向延長(zhǎng)線畫(huà)虛線。②實(shí)際光線要標(biāo)清箭頭指向;③對(duì)于凹透鏡,當(dāng)平行于主光軸入射時(shí),經(jīng)凹透鏡折射后的折射光線務(wù)必反向延長(zhǎng)過(guò)入射光線的同側(cè)虛焦點(diǎn)以反映折射規(guī)律;④入射光線和折射光線的連接處不能斷開(kāi)。

        例1 (2022·貴州·畢節(jié))如圖2所示,凸透鏡與凹透鏡的一個(gè)焦點(diǎn)重合,請(qǐng)根據(jù)入射光線,畫(huà)出相應(yīng)的出射光線。

        解析:凸透鏡左右兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn),且這兩個(gè)焦點(diǎn)關(guān)于光心對(duì)稱,同理凹透鏡也是如此。已知凸透鏡與凹透鏡的一個(gè)焦點(diǎn)重合,則由圖2可知是凸透鏡的右焦點(diǎn)和凹透鏡的左焦點(diǎn)重合,過(guò)焦點(diǎn)的光線,經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后,折射光線要平行于主光軸;平行于主光軸的光線,經(jīng)過(guò)凹透鏡折射后,折射光線的反向延長(zhǎng)線要過(guò)凹透鏡的虛焦點(diǎn),據(jù)此作圖。答案:如圖2所示。

        小結(jié):三條特殊光線的傳播特點(diǎn)可分別簡(jiǎn)記為:平行過(guò)焦;過(guò)心不變;過(guò)焦平行。

        考點(diǎn)二:透鏡類型作圖

        深入理解透鏡的“會(huì)聚”與“發(fā)散”的內(nèi)涵是解題關(guān)鍵。凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用是指:折射光束相對(duì)于入射光束靠近主光軸,即凸透鏡使光束變窄(如圖4)。凹透鏡對(duì)光線的發(fā)散作用是指:折射光束相對(duì)于入射光束遠(yuǎn)離主光軸,即凹透鏡使光束變寬(如圖5)。由圖4、圖5可知,透鏡的“會(huì)聚”與“發(fā)散”不是指折射光線是否相交,而是相對(duì)于原來(lái)的入射光線是“靠攏”還是“遠(yuǎn)離”主光軸而言。

        注意事項(xiàng):當(dāng)兩組入射光線和折射光線分別用單箭頭和雙箭頭加以區(qū)別時(shí),要注意對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于入射光線和相對(duì)應(yīng)的折射光線不同在水平主光軸的同側(cè)時(shí),此時(shí)應(yīng)先將對(duì)應(yīng)的光線連接起來(lái)形成傳播光路后,再根據(jù)相交前的光路傳播特點(diǎn)判斷透鏡類型(如圖6),圖6中應(yīng)為凸透鏡。

        例2 (原創(chuàng))如圖7所示,凸透鏡與凹透鏡的一個(gè)焦點(diǎn)重合,請(qǐng)根據(jù)入射光線和折射光線的傳播特點(diǎn),在方框內(nèi)填入合適的透鏡。

        解析:將射入每個(gè)透鏡的入射光線分別延長(zhǎng),通過(guò)第一個(gè)透鏡的光線比起入射光線更加遠(yuǎn)離主光軸,所以該透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用,因此填凹透鏡。通過(guò)第二個(gè)透鏡的光線比入射光線向主光軸靠攏,所以該透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,因此填凸透鏡。答案:如圖8所示。

        小結(jié):光線通過(guò)透鏡后總是向透鏡較厚的一方偏折,所以只需將原來(lái)的光線順向延長(zhǎng)(畫(huà)成虛線),看折射光線相對(duì)于原光線的偏折方向,就很容易確定透鏡的種類。

        (作者單位:山東省棗莊市第五中學(xué))

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