張旭
透鏡作圖是光學的難點,同學們常?;煜龡l特殊光線的傳播特點,若利用“口訣法”則可巧解,迅速提高解題效率。下面結(jié)合中考常考問題歸類剖析。
考點一:根據(jù)三條特殊光路完善光路圖
熟記透鏡對三條特殊光線的傳播特點是解題關(guān)鍵。如圖是標注序號①、②、③的三條特殊光線分別經(jīng)過凸透鏡(圖1)和凹透鏡(圖2)折射后的傳播路徑。
根據(jù)以上光路圖可歸納透鏡對三條特殊光線的傳播特點為:(1)過透鏡光心的入射光線經(jīng)透鏡折射后傳播方向不變;(2)平行于主光軸的入射光線經(jīng)凸透鏡折射后過焦點(凹透鏡的折射光線反向延長過同側(cè)虛焦點);(3)過凸透鏡焦點(正向延長過凹透鏡異側(cè)虛焦點)的入射光線經(jīng)透鏡折射后平行于主光軸射出。在第二點的基礎(chǔ)上利用光路的可逆性即可識記第三點。
例1(2020·廣東)請畫出圖3中入射光線經(jīng)凸透鏡后的折射光線。
解析:平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點。過透鏡光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變。
答案:如圖4所示
例2(2020·四川·自貢)請在圖5中畫出光線經(jīng)過凹透鏡后的光路圖。(F為焦點)
解析:由圖可知,上面的入射光線平行凹透鏡的主光軸,則折射光線反向延長線通過焦點;下面的入射光線經(jīng)過焦點,則折射光線平行于主光軸。
答案:如圖6所示
小結(jié):解決此類題的方法可簡記為如下口訣:(1)過心入射折不偏——入射光線過光心傳播方向不變;(2)平軸入射折過焦——平行于主光軸的光線經(jīng)透鏡折射后折射光線過焦點;(3)過焦入射折平軸——入射光線經(jīng)透鏡折射后平行于主光軸。
考點二:根據(jù)透鏡對光的作用填透鏡類型
理解透鏡的“會聚”與“發(fā)散”的真正內(nèi)涵是解決此類問題的關(guān)鍵。凸透鏡對光線有會聚作用是指光線通過凸透鏡折射后,折射光線比原來的入射光線沿原方向傳播更靠近主光軸,使它的光束變窄(如圖7)。凹透鏡對光線有發(fā)散作用是指光線通過凹透鏡折射后,折射光線比原來的入射光線沿原方向傳播更遠離主光軸,使經(jīng)過它的光束變寬(如圖8)。
例3(2020·湖南·岳陽)如圖9所示,根據(jù)入射光線和出射光線,在如圖的方框中畫出適當?shù)耐哥R。
解析:如圖10所示,延長入射光線發(fā)現(xiàn)折射光束相對于入射光束更靠近主光軸,即折射光束變窄,所以該透鏡對光線有會聚作用,因此填凸透鏡。
答案:如圖10所示
小結(jié):解決此題的方法可簡記為如下口訣:(1)入線延長看折線——把入射光線延長,看折射光線的位置;(2)窄凸寬凹把鏡填——如果折射光線在入射光線的內(nèi)側(cè)(變窄)則填凸透鏡,反之如果折射光線在入射光線的外側(cè)(變寬),則填凹透鏡。
(作者單位:山東省棗莊市第三十九中學)