从像到图

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  (陕西科技大学附属中学 陕西 712000)
  【摘要】 文章介绍了在初中物理光学作图过程中,利用像点准确有效的完成一些常规作图法较难解决的光路图。
  【关键词】 光源;折射;反射;像点
  【中图分类号】G633.7【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128(2011)05-0138-01
  光学作图是初中物理考试中常考题型,在作图过程中,大多数情况下我们是根据光学定律由光源作出光路图并进一步确定像点,但这样往往也会遇到很多困难使得我们无法达成题目要求。多年的教学实践过程中我发现,如果能先确定出像的位置,对于一些较为棘手的作图题,就变得简单了。因为初中物理光学作图题要么是反射,要么是折射。在反射现象中,光源发出的光经平面镜反射后,反射光线的反向沿长线会经过光源的像点;在折射现象中,常考的是凸透镜对光的折射,而光源发出的光经凸透镜后,折射光线或折射光线的反向沿长线会经过光源的像点。因此,一旦确定了像点,那光路图作起来就很简单了。以下面的几个实例来说明。
  例1,画出光源S发出的光线经平面镜反射后反射光线经过P点。
  分析:由于此题不能确定入射点,因而直接画出光路图存在困难。但如果我们先通过平面镜成像的特点确定像点,问题就迎刃而解了,如图:
  例2,在图中画出折射光线。
  分析:此题由于不是我们所经常接触到的特殊光线,没有办法直接完成光路图。此时利用像点是很好的解决办法:在光线a b上先找一点S,为假设的光源。先做一条S发出的与主光轴平行的光线经过凸透镜后会经过焦点,再做一条通过光心的光线,其传播方向保持不变。画出的这两条折射光线的交点就是S的像点S′。光线a b相当于S发出的一条光线,经过凸透镜后一定会经过像点S′,由此,此题得以解答。
  如下图:
  例3,在下图中通过作图来确定凸透镜的焦点。
  分析:此题要求确定凸透镜的焦点,通常情况下,题目中已经告诉了焦点,然后来作图,而此题要求确定焦点。我们可以在入射光线上取一点,假设为光源S,然后做一条通过光心的光线,与原题中折射光线的交点即为S的像点S′。再做一条S发出的与主光轴平行的光线,通过凸透镜后会经过像点S′。從而确定了焦点F。如下图:
  由此可见,通过先确定像点来完成光路图的确使好多复杂作图问题得到解决。
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