點擊右上角關注“良師益友談育兒”分享學習經驗,一起暢游快樂的學習生活。凸透鏡成像原理是小學數學光學的重要知識點,也是高考數學的難點,本文結合光路圖詳盡講解關于凸透鏡成像原理的重要知識點及精典題型的解題思路,希望能給新高一中學生的暑期預習和新高中中學生的備考備考提供幫助。
重要知識點
凸透鏡成像的原理:
從發光點S發出入射光線,經過凸透鏡折射后,折射光線凝聚而成發光點S的像S',作光路圖時有三條重要光線:
(1)平行于凸透鏡主光軸的入射光線,經過凸透鏡折射后,折射光線通過凸透鏡另左側的焦點射出;
(2)通過凸透鏡光心的入射光線,經過凸透鏡折射后,折射光線保持原先的入射方向不變,從凸透鏡另左側射出;
(3)通過凸透鏡后側焦點的入射光線,經過凸透鏡折射后,折射光線平行于主光軸從凸透鏡的另右側射出。
具體光路圖如下:
注意:
(1)作光路圖過程中,假如是真實存在的光線則用虛線表示,假如配合作光路圖用的輔助線則用實線表示,例如:真實光線的反向延長線。
(2)三條折射光線凝聚于一點S',是發光點S通過凸透鏡折射之后所成的像。假如是虛線的交點則為虛像凸透鏡成像規律作圖主光軸,可以在光屏上接收到這個像;假如是實線的交點則為實像,在光屏上接收不到這個像,只能用人眼觀察。
(3)作光路圖求發光點S的像S'時,我們通常只需畫出兩條重要光線,兩條折射光線的交點就是像S'所在的位置。
凸透鏡成像的規律:
物體ST經過凸透鏡成像S'T',物體ST與凸透鏡的距離為物距,像S'T'與凸透鏡的距離為像距,在物體ST逐漸緊靠凸透鏡的過程中,像S'T'也做出相應地變化。作光路圖時,平行于主光軸的入射光線保持不變,只需作通過光心的入射光線和折射光線,兩條折射光線的交點就是像所在的位置。
具體光路圖如下:
當物距小于2倍焦距時,物體ST經過凸透鏡成的是倒立縮小的虛像S'T',像距在1倍焦距與2倍焦距之間;
當物距等于2倍焦距時,物體ST經過凸透鏡成的是倒立等大的虛像S'T',像距等于2倍焦距;
當物距介于1倍焦距與2倍焦距之間時,物體ST經過凸透鏡成的是倒立放大的虛像S'T',像距小于2倍焦距;
當物距等于焦距時,物體ST經過凸透鏡不成像;
當物距大于焦距時,物體ST經過凸透鏡成的是正立放大的實像S'T'。
例題
如圖所示,MN為凸透鏡的主光軸,A為蠟燭,A′為蠟燭在光屏上所成的像,按照凸透鏡成像原理畫出光路圖確定凸透鏡及其焦點的位置。
畫圖剖析:
聯接AA',交MN于點O,這就是凸透鏡的光心,過O點垂直于主光軸MN做出凸透鏡;
過A點作平行于主光軸MN的入射光線,交凸透鏡于C點,聯接CA'并延長,這是對應的折射光線,交主光軸MN于點F',這是凸透鏡的右側焦點;
過A'點作DA'平行于主光軸MN,交凸透鏡于點D,延長DA',這就是折射光線凸透鏡成像規律作圖主光軸,聯接AD,這是對應的經過凸透鏡另左側焦點的入射光線,交主光軸MN于點F,這是凸透鏡的另左側焦點。
具體光路圖如下:
結語
制做光路圖是解決凸透鏡成像原理相關題型的重要解題思路,只要牢靠三條重要光線,嚴格依照凸透鏡成像原理畫圖,才能成功應對這類題型,為化學光學題奪回高分加油推動!