掌握三條光線，輕松搞定作圖

楊學亮

光路圖能直觀形象地反映出透鏡對光的作用，準確描述出不同物距條件下透鏡的成像情況，是學習透鏡的基礎，作透鏡的光路圖有一些規(guī)律，掌握規(guī)律，就可以輕松作好光路圖。

一、利用透鏡的三條特殊光線作圖

當光穿過玻璃制成的透鏡時，由于光的折射，折射光線總是向厚的部分偏折，凸透鏡中間厚，所以光線向中間偏折：凹透鏡邊緣厚，所以光線向邊緣偏折（如圖1），所以我們說凸透鏡對光起會聚作用，凹透鏡對光起發(fā)散作用。

注意：凸透鏡對光起會聚作用并不是說光線要相交，會聚作用的實質(zhì)是指光線通過凸透鏡折射后，折射光線相對于原來的入射光線更“靠近”主光軸，而凹透鏡對光起發(fā)散作用的實質(zhì)是指光線通過凹透鏡折射后，折射光線相對于原來的入射光線更“遠離”主光軸，

作透鏡的光路圖時，要利用三條特殊光線：（1）通過透鏡光心的光線其傳播方向不改變，如圖2，（2）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點：平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后光線發(fā)散。其折射光線的反向延長線過焦點，如圖1.（3）通過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸：延長線過另一側(cè)焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸，如圖3。

例1，如圖4所示，已知凸透鏡的一條折射光線和一條入射光線，請你對應畫出它們的入射光線和折射光線。

解析：入射光線是過焦點的光線，則折射光線和主光軸平行：折射光線過光心，入射光線也過光心。

答案：如圖5所示。

例2，畫出圖6中的BC的入射光線和AO的折射光線，

解析：入射光線AO是過光心的光線，方向不變：折射光線BC和主光軸平行，那么其入射光線的延長線過虛焦點，延長線要用虛線表示。

答案：如圖7所示。

二、根據(jù)凸透鏡成的像作光線

課本上的插圖往往是中考命題的素材，我們要熟悉課本上的插圖，理解插圖所蘊含的物理知識，如圖8、9為教材上的兩個插圖：凸透鏡所成的實像，都是來自物體的光會聚而成的，它和物體分別位于凸透鏡的兩側(cè)；凸透鏡成的虛像是光線的反向延長線會聚形成，像和物在凸透鏡同側(cè)。

例3，如圖10所示，S^'是燭焰上S點經(jīng)凸透鏡所成的實像，SA是從S點上射向凸透鏡的一條任意光線，請畫出光線SA經(jīng)凸透鏡折射后的光路圖。

解析：從S點發(fā)出的所有照到凸透鏡上的光線經(jīng)凸透鏡折射后都會會聚到點S^'，形成一個實像，所以直接連接AS^'即可。

答案：如圖11所示。

三、通過凸透鏡的特殊光線找凸透鏡或像的位置

利用凸透鏡三條特殊光線，已知物和像的位置，可以確定凸透鏡的位置；或已知物和透鏡的位置，可以確定像的位置。

例4，如圖12所示，MN為凸透鏡的主光軸，A為蠟燭，A^'為蠟燭在光屏上所成的像，根據(jù)凸透鏡成像原理確定凸透鏡的位置及其焦點，并將它們畫出來。

解析：如圖13，物體A點發(fā)出的所有照到凸透鏡上的光線經(jīng)凸透鏡折射后都會會聚到實像點A^'，利用過光心的光線的傳播方向不變，可確定出凸透鏡的位置：利用平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后過焦點，可以確定焦點位置，也可以先畫和主光軸平行的折射光線，再畫入射光線，它一定過焦點。

答案：如圖13所示。

責任編輯：程哲endprint