光學作圖盤點

光學作圖盤點

　　光學作圖主要從光的傳播規律及相應現象、傳播成像、確定范圍等幾方面分類盤點。

　　一、光的直線傳播的作圖

　　1．應用光的直線傳播確定范圍

　　例如：教室窗前有一棵小樹，如圖所示，用作圖的方法表示出在教室內能看見整棵樹的范圍。

　　      參考答案：

　　2．應用光的直線傳播作小孔所成的像

　　例：燭焰小孔及光屏如圖，作出燭焰通過小孔在光屏上所成的像。

　　    參考答案：

　　3．影子（日食月食等）

　　例：作出太陽光下直立的桿的影子。

　　           參考答案：   

　　二、光的反射規律的作圖應用

　　光的反射分為鏡面反射和漫反射，都遵循光的反射規律，作圖識圖中又以鏡面反射為主要表現形式。

　　面鏡的鏡面反射：平面鏡的反射特點是平行的入射光被反射后仍平行的反射出，反射方向單一，不改變光的性質只改變光的傳播方向；球面鏡上發生的鏡面反射，其反射光的反向延長線過球面鏡的焦點，既改變光的傳播方向又改變光的性質（發散或會聚）。作圖時用到反射時光路是可逆的。

　　1．知入射光和反射面，作反射光

　　（1）一次反射（鏡面反射和漫反射）

　　作出下列各圖中的反射光。

　　               參考答案： 

　　                    參考答案： 

　　                參考答案： 

　　          參考答案：應用：汽車后視鏡等

　　             參考答案： 

　　              參考答案：   應用：太陽灶等

　　                          參考答案：           應用：汽車頭燈

　　  參考答案： 應用：電影銀幕等

　　（2）平面鏡的多次反射

　　                參考答案：       應用：自行車尾燈

　　                  參考答案： 

　　2．知反射光和反射面，作入射光

　　                         參考答案： 

　　                        參考答案： 

　　                         參考答案：  

　　                       參考答案：   

　　                    參考答案：   

　　                    參考答案：               

　　3．作反射面

　　（1）知反射光和入射光，作反射面

　　例：如圖太陽光與地面成45°角斜射過來，要使光線沿豎直方向反射入井中，求作：反射面。

　　           參考答案： 

　　作出下列各光路圖中的反射面：

　　                     參考答案： 

　　                   參考答案： 

　　                   參考答案： 

　　                 參考答案： 

　　（2）知點光源和幾條入射或反射光，作反射面

　　例：如圖所示，光線A．B為點光源S發出的兩條光線經平面鏡反射后的反射光線，請在圖中作出平面鏡并完成光路圖。

　　                           參考答案： 

　　4．知物體和面鏡，作物體在面鏡中的像

　　（1）知物體和平面鏡，作物體在平面鏡中的像

　　　　　               參考答案： 　

　　                參考答案： 

　　（2）知物體和球面鏡，作物體在球面鏡中的像

　　①物體在凸面鏡中的像（正立縮小的虛像）

　　            參考答案： 

　　②物體在凹面鏡中的像（成像虛實、大小由物體與凹面鏡之間相對位置決定）

　　         參考答案：  正立、放大的虛像

　　           參考答案：    倒立、放大的實像 

　　       參考答案：   倒立、縮小的實像

　　5．知物體和其在平面鏡中的像，作平面鏡

　　           參考答案：

　　6．知平面鏡和物體在平面鏡中的像，作物體

　　參考答案：                                                       

　　7．確定點光源位置

　　例1：如圖，A、B是由同一發光點S發出的反射光線，試完成光路圖并確定S的位置。

　　                參考答案：    

　　例2：圖中所示是一點光源發出的的兩條光線其中一條被平面鏡反射后的情形，試確定電光源位置并完成光路圖。

　　        參考答案： 

　　8．確定光路

　　例：由點光源S發出的光，經平面鏡反射后，其中一條反射光線經過A點，試完成其光路圖。

　　               參考答案：  

　　9．確定范圍

　　例：一點光源S在長為L的平面鏡前，用作圖的方法表示出能看見S在平面鏡中的像的范圍。

　　  參考答案：或

　　三、光的折射的作圖

　　1．知介質種類和入射光，作折射光

　　（1）從空氣斜射入玻璃等其他介質，作折射光（折射光偏向法線即近法線折射）

　　例：一束光射向水面，畫出這束光進入水中的徑跡。

　　             參考答案： 

　　（2）光從其他介質（水、玻璃等）斜射入空氣，作折射光（折射光偏離法線即遠法線折射）

　　             參考答案： 

　　             參考答案：   

　　（3）在不同介質間的多次折射

　　例1：一束光射向一塊玻璃磚。畫出這束光進入玻璃和離開玻璃后的徑跡。

　　         參考答案： 

　　例2：鋼筆“錯位”原因的光學作圖。

　　例3：完成以下光路圖（三棱玻璃磚）。

　　                參考答案：   

　　                   參考答案： 

　　2．知介質種類和出射光，作入射光

　　          參考答案：        

　　               參考答案：         

　　3．知透鏡種類和入射光，作出射光（三條特殊光線的應用）

　　（1）入射光與主光軸平行，作出射光（其出射光或其反向延長線過焦點）

　　請在圖中畫出對應的折射光線。

　　          參考答案：   

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　　　（2）入射光過透鏡光心，作出射光（其出射光傳播方向不變）

　　             參考答案：  

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　　（3）入射光或其延長線過焦點，作出射光（其出射光與主光軸平行）

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　　（4）平行的入射光與主光軸不平行，作出射光

　　       參考答案： 

　　（5）不平行的入射光，作出射光（凸透鏡對光有匯聚作用，凹透鏡對光有發散作用）

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　　4．知透鏡種類和出射光，作入射光

　　（1）出射光與主光軸平行作入射光（其入射光或其延長線過焦點）

              參考答案：  

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　　（2）出射光過光心，作入射光（其入射光與入射光傳播方向一致）

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　　（3）出射光或其反向延長線過焦點，作入射光（其入射光與主光軸平行）

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　　5．知出射光和入射光，補充透鏡

　　（1）單一透鏡（凸透鏡對光有匯聚作用，凹透鏡對光有發散作用的應用）

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　　（2）透鏡的組合

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　　　6．光的折射與透鏡成像的作圖

　　（1）利用凸透鏡成像規律作像的大致位置和大小

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　　  參考答案： 

　　  參考答案： 

　　（2）凹透鏡成像（正立縮小的虛像）

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　　7．利用平行光測焦距

　　                   凹透鏡焦距   

　　8．確定焦點

　　例：一物體及其在放大鏡下所成虛像如圖所示，圖中虛線為透鏡的主光軸，確定透鏡焦點的大致位置。

　　     參考答案：  即圖中點F。

　　9．眼睛和眼鏡

　　近視眼的特征是看不清遠處的物體，佩戴凹透鏡矯正視力。遠視眼的特征是看不清近處的物體，佩戴凸透鏡矯正視力。

　　正常眼看近處物體：          參考答案：  

　　正常眼看遠處物體：          參考答案：

　　近視眼視物特征：             參考答案：

　　近視眼的矯正：                參考答案： 

　　遠視眼視物特征：               參考答案： 

　　近視眼的矯正：                  參考答案：

　　10．顯微鏡和望遠鏡

　　顯微鏡成像光路圖

　　望遠鏡成像光路圖

　　四、綜合應用舉例

　　例1．光線從凸透鏡射出后射到位于凸透鏡焦點的鏡面上，請畫出進入凸透鏡前的入射光線和經平面鏡反射后的反射光線。

　　        參考答案：    

　　分析：首先，被凸透鏡折射后的出射光過焦點，則入射光一定跟凸透鏡的主光軸平行，易作出入射光；其次是反射角等于入射角，從而確定反射光的方向，最后注意到反射光是經過凸透鏡焦點射向凸透鏡的，故被凸透鏡折射后出射光又變得跟其主光軸平行。

　　例2．平行光線經如所示的中空玻璃磚后將會（    ）

　　A．會聚   　B．發散   C．仍為平行光    D．無法判斷

　　答案選B。光路圖如上圖所示。分析：相當于平行光被兩個玻璃凹透鏡兩次連續發散。