初中物理专题──光学作图.pdf

初中物理专题────光学作图在初中物理中光学作图涉及到四种类型：1、有关光沿直线传播的概念和应用2、光的反射定律和平面镜成像规律的作图及应用3、光的折射定律及透镜的作图和应用4、凸透镜成像规律及其应用［知识点分析］一、光的反射光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角；光的反射中光路是可逆的。二、光的折射光的折射定律：折射光线与入射光线、法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；折射角大于、小于或等于入射角；光的折射中光路是可逆的。光的折射定律的内容、作图、应用及其与光的反射定律的异同。（1）相同点①折射光线和反射光线都位于入射光线和法线决定的平面内。②折射光线和反射光线均分居法线的两侧。③当入射角变化时，折射角和反射角都随之变化。④在折射和反射现象中，光路都是可逆的。（2）不同点①反射光线与对应的入射光线在同种介质中；折射光线与对应的入射光线在两种不同介质中，位于界面的两侧。②反射角等于入射角，但折射角一般不等于入射角，并且当光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角，而光从其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。三、透镜透镜的分类：凸透镜、凹透镜。凸透镜：中间厚，边缘薄，有双凸、平凸、凹凸三种，如右图所示；凸透镜对光有会聚作用。凹透镜：中间薄，边缘厚，有双凹、平凹、凸凹三种，如右图所示；凹透镜对光有发散作用。凸透镜成像规律：规律1：当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。规律2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。1规律3：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。规律4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。规律5：当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用：放大镜。四、平面镜作图题解题指导（一）作图依据的原理1、光的反射定律：（1）反射光线与入射光线、法线在同一平面上；（2）反射光线和入射光线分居在法线的两侧；（3）反射角等于入射角。2、平面镜成像的特点：（1）平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等；（2）像与物体的大小相等；（3）像与物体的连线与镜面垂直；（4）像与物左右相反；（5）成虚像。（二）作图的规范化要求1、平面镜的反射面和非反射面不能混淆，平面镜的非反射面要画上短斜线。2、实际光线（入射光线和反射光线）要画成实线，并用箭头表示光行进的方向。实物用实线表示。3、虚像、法线和光的反向延长线要用虚线表示。4、为了表示实物和虚像的对称点，实物和虚像都要标上箭头或字母。5、要符合光的反射定律和平面镜成像的特点。2（三）平面镜作图题的类型和解法1、确定平面镜的位置（1）根据入射光线和反射光线位置确定平面镜的位置：①找到入射光线和反射光线及其交点。②画法线。根据光的反射定律知，反射角等于入射角，所以反射光线与入射光线的角平分线即为法线。③画平面镜。平面镜与法线垂直。（2）根据像与物的位置确定平面镜的位置①将像与物的对应点连接（虚线）。②作此虚线的垂直平分线，即平面镜的位置。③在平面镜的一侧画上短斜线。2、确定平面镜所成像的位置（1）根据反射光线位置确定像的位置①画出物体上一点发出的任意两条光线，并分别划出反射光线。②将反射光线延长，并找到交点，交点即为物体上那点的像。（2）根据像与物到平面镜的距离相等确定像的位置①在物上取任意两点A、B分别过这两点作到平面镜的垂线，并延长。②在延长线上取点A'到平面镜的距离与A到平面镜的距离相等。同理找到B'点。③根据这两个对应点的位置就可以大致画出像的形状和位置了，如果还画不出来，可以多选几个对应点。3、确定物的位置（1）根据反射定律分别作出反射光线对应的入射光线。这两条直线的交点即入射光线的交点，为发光点S的位置。（2）可利用反射光线先确定像的位置，再由像确定物的位置。五、巧解时钟问题“在平面镜中看到时钟的指针如图所示，那么此时是什么时刻？”对此问题许多同学感到有一定困难。解法一：“反看正读法”从题目纸的背面看图，采用常规的读数方法，容易读出此刻为11:35。解法二：“正看逆读法”按逆时针方向读数，图上的数字也相应按逆时针方向从小到大排列，不难读出此时为11:35。（如图一所示）解法三：“十二扣除法”将时钟上的时间按常规读法读出时间后，再从十二中减去这个时刻即为实际时刻，如图二所示：常规读法时间为0:25，则实际时间为12:00-0:25=11:35。解法四：“对称法”平面镜成像特点之一是像与