点击右上角关注“良师益友谈育儿”分享学习经验,一起畅游快乐的学习生活。凸透镜成像原理是小学数学光学的重要知识点,也是高考数学的难点,本文结合光路图详尽讲解关于凸透镜成像原理的重要知识点及精典题型的解题思路,希望能给新高一中学生的暑期预习和新高中中学生的备考备考提供帮助。
重要知识点
凸透镜成像的原理:
从发光点S发出入射光线,经过凸透镜折射后,折射光线凝聚而成发光点S的像S',作光路图时有三条重要光线:
(1)平行于凸透镜主光轴的入射光线,经过凸透镜折射后,折射光线通过凸透镜另左侧的焦点射出;
(2)通过凸透镜光心的入射光线,经过凸透镜折射后,折射光线保持原先的入射方向不变,从凸透镜另左侧射出;
(3)通过凸透镜后侧焦点的入射光线,经过凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴从凸透镜的另右侧射出。
具体光路图如下:
注意:
(1)作光路图过程中,假如是真实存在的光线则用虚线表示,假如配合作光路图用的辅助线则用实线表示,例如:真实光线的反向延长线。
(2)三条折射光线凝聚于一点S',是发光点S通过凸透镜折射之后所成的像。假如是虚线的交点则为虚像凸透镜成像规律作图主光轴,可以在光屏上接收到这个像;假如是实线的交点则为实像,在光屏上接收不到这个像,只能用人眼观察。
(3)作光路图求发光点S的像S'时,我们通常只需画出两条重要光线,两条折射光线的交点就是像S'所在的位置。
凸透镜成像的规律:
物体ST经过凸透镜成像S'T',物体ST与凸透镜的距离为物距,像S'T'与凸透镜的距离为像距,在物体ST逐渐紧靠凸透镜的过程中,像S'T'也做出相应地变化。作光路图时,平行于主光轴的入射光线保持不变,只需作通过光心的入射光线和折射光线,两条折射光线的交点就是像所在的位置。
具体光路图如下:
当物距小于2倍焦距时,物体ST经过凸透镜成的是倒立缩小的虚像S'T',像距在1倍焦距与2倍焦距之间;
当物距等于2倍焦距时,物体ST经过凸透镜成的是倒立等大的虚像S'T',像距等于2倍焦距;
当物距介于1倍焦距与2倍焦距之间时,物体ST经过凸透镜成的是倒立放大的虚像S'T',像距小于2倍焦距;
当物距等于焦距时,物体ST经过凸透镜不成像;
当物距大于焦距时,物体ST经过凸透镜成的是正立放大的实像S'T'。
例题
如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A′为蜡烛在光屏上所成的像,按照凸透镜成像原理画出光路图确定凸透镜及其焦点的位置。
画图剖析:
联接AA',交MN于点O,这就是凸透镜的光心,过O点垂直于主光轴MN做出凸透镜;
过A点作平行于主光轴MN的入射光线,交凸透镜于C点,联接CA'并延长,这是对应的折射光线,交主光轴MN于点F',这是凸透镜的右侧焦点;
过A'点作DA'平行于主光轴MN,交凸透镜于点D,延长DA',这就是折射光线凸透镜成像规律作图主光轴,联接AD,这是对应的经过凸透镜另左侧焦点的入射光线,交主光轴MN于点F,这是凸透镜的另左侧焦点。
具体光路图如下:
结语
制做光路图是解决凸透镜成像原理相关题型的重要解题思路,只要牢靠三条重要光线,严格依照凸透镜成像原理画图,才能成功应对这类题型,为化学光学题夺回高分加油推动!