如何畫凸透鏡的光路圖

錢　潔

初學(xué)畫凸透鏡折射的光路圖，許多同學(xué)們感覺挺難的.下面介紹兩種方法，幫助大家理解并快速地學(xué)會(huì)畫光路圖．

■ 利用凸透鏡對光線的作用規(guī)律

１． 利用凸透鏡對光線有會(huì)聚作用．會(huì)聚作用是指光線通過凸透鏡折射后，折射光線相對原來的入射光線更“靠近”主光軸．簡單記憶為：光線經(jīng)過凸透鏡折射后總是向透鏡厚（凸透鏡中間厚邊緣薄）的一側(cè)偏折．

２． 利用凸透鏡的三條特殊光線．如圖１所示，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，光線過對側(cè)的焦點(diǎn)；過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后，平行于主光軸射出；過光心的光線經(jīng)凸透鏡的折射后，光線傳播方向不變．

■ 例１ （２００８年無錫市）如圖２（為示意圖）所示，凸透鏡的焦距為１．５ｃｍ，Ｏ為透鏡的光心．請按照實(shí)際尺寸標(biāo)出凸透鏡右側(cè)焦點(diǎn)Ｆ的位置，并畫出入射光線所對應(yīng)的折射光線．

解析：首先，要明確焦距是指焦點(diǎn)到光心的距離.根據(jù)凸透鏡的焦距為１．５ ｃｍ，可以確定凸透鏡兩側(cè)的焦點(diǎn)位置．其次，根據(jù)圖示挖掘有用信息：凸透鏡、平行于主光軸的光線、光心．最后，根據(jù)凸透鏡對光線的作用規(guī)律確定折射后的光線．光路示意圖如上頁圖３所示.

點(diǎn)評：作光路圖題時(shí)，首先確定透鏡的類型，明確焦點(diǎn)的位置，再根據(jù)透鏡對光線的作用、特殊光線、光路的可逆性等知識(shí)完成光路圖．

■ 利用光源凸透鏡成像法

光源凸透鏡成像法，是利用物點(diǎn)發(fā)出（或反射）的光線經(jīng)凸透鏡作用后，都要經(jīng)過它的像點(diǎn)的特點(diǎn)解決相關(guān)的問題．根據(jù)凸透鏡的三條特殊光線中的兩條，可以確定物點(diǎn)對應(yīng)的像點(diǎn)位置；或根據(jù)物像的位置和特殊光線（如經(jīng)過光心的光線傳播方向不變），確定凸透鏡的位置．

■ 例２ （２００８年揚(yáng)州市）如圖４所示，ＯＯ′為凸透鏡的主光軸，Ｓ′為點(diǎn)光源Ｓ經(jīng)凸透鏡所成的像，ＳＡ為光源Ｓ發(fā)出的一條光線.請?jiān)趫D中適當(dāng)?shù)奈恢卯嫵鐾雇哥R，并完成光線ＳＡ通過凸透鏡的光路圖．

解析：先根據(jù)過光心的入射光線不改變傳播方向來確定凸透鏡的位置.連接Ｓ、Ｓ′，ＳＳ′與ＯＯ′的交點(diǎn)即為凸透鏡的光心，這樣便可以確定出凸透鏡的位置.再根據(jù)一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射以后會(huì)聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是像點(diǎn)，畫出光線ＳＡ對應(yīng)的折射光線．光路圖如圖５所示．

點(diǎn)評：解此類題時(shí)，首先應(yīng)該弄清以下知識(shí)點(diǎn)：（１）凸透鏡的三條特殊光線；（２）一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的多條光線經(jīng)凸透鏡折射后仍會(huì)聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是像點(diǎn)．

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１． （２００８年黃石市）如圖６所示，已知兩條經(jīng)過凸透鏡后的折射光線，請畫出兩條對應(yīng)的入射光線．

２． （２００８年成都市）如圖７所示，一束單色光從空氣射入玻璃三棱鏡的ＡＢ面，請畫出從ＡＣ面折射出的光線．

３． （２００８年廣安市）請你完成圖８所示的光路圖．

參考答案略．

責(zé)任編輯程哲

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文