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辨别凸透镜和凹透镜的方法

更新时间:2016/8/26 12:26:00  手机版

  辨别凹透镜和凸透镜的方法:

  “一摸二看三照”:

  一、是从这两种透镜的外形特征着眼,通过比较透镜中央和边缘的厚薄加以辨别(即用“摸”的方法);

  二、是从透镜的成像特点着眼,通过透镜去观察近处物体(如书上的文字),看它是成正立、放大的像,还是正立、缩小的像,从而加以辨别(即用“看”的方法);

  三、是从透镜对光线的作用入手加以辨别,看它能否使平行光(太阳光)会聚在一点加以辨别(即用“照”的方法)。

  四、除此以外,还有其他的方法。例如:用“晃”的方法:通过透镜观察距透镜较近书上的文字,晃动透镜,若发现像的移动方向总与透镜相同,则该透镜是凹透镜;若发现像的移动方向总与透镜相反,则该透镜是凸透镜。用“叠合”的方法:例如,可先通过一个凸透镜(或凹透镜)观察它对光线的作用或成像的情况,然后将未知透镜与它叠合在一起,再观察对光线作用或成像情况的变化,从而判断该透镜是凸透镜还是凹透镜。至于哪种判断方法好,要视具体情况而定。例如,如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显,就不能用“摸”的方法(况且光学镜面一般是不允许用手直接去摸的);在有太阳光与没有太阳光的场合,所选的方法可能不同。

  总之,一种好方法,应该简便、易行、有效,但它是随场合变化而变化的,不宜一概而论。

  光学黑箱子题的解法

  如下图:每个方框中放着一个光学元件,请在方框内填入合适的“镜”。

  分析

  (1)从光路图上观察所用镜是让光线发生反射还是折射,以此为依据判断用面镜还是透镜,上述十一个图中,有四个图E、F、G、H中的镜让光线发生了反射,应填面镜;其余图中光线均发生折射,光透过了镜,应填透镜。

  (2)确定了使用面镜还是透镜后,再观察所用镜对光线起何种作用:发散、会聚、镜面反射。

  (3)具体分析:E图,光平行射人,又平行射出,在镜上发生了镜面反射,故E图应填平面镜;F图,面镜使平行光线会聚于焦点,应填凹面镜;G图,面镜使平行光线变得发散,应填凸面镜;H图,面镜使发散的入射光线不再发散,而变成平行光线,对光线有会聚作用,与F图构成光路可逆,也应填凹面镜。其余七图都应填透镜,透镜分两种:凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散作用。凸透镜能使平行光线会聚于焦点,故A图应填凸透镜;凹透镜能使平行于主光轴的光线变得发散,故B图应填凹透镜;c图与B图看起来差不多,实际截然相反,c图入射光线单箭头在上,双箭头在下,而折射光线却变成双箭头在上,单箭头在下,表明它们是交叉(会聚)以后才发散的,只不过会聚部分未画出来,只看到发散部分,此题极容易错误地填凹透镜,仔细看来应填有会聚作用的凸透镜;D图,透镜让发散的人射光线变得平行,对光线有会聚作用,与 A图构成光路可逆,符合从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴的规律,应填凸透镜;剩下的I图和J图是此题的难点,I图易错填为凸透镜,J图则易错填为凹透镜,这两种填法错误的原因是对教材内容理解有误,认为“会聚了的光线一定是经过凸透镜折射”、 “发散了的光线一定是经过凹透镜折射”。以凸透镜为例,它对光线有会聚作用,有此作用却不一定会聚,如 D图,凸透镜对两条发散的入射光线有会聚作用,使其不再发散而平行,就没有会聚到一点。若这两条发散入射光线的光源更靠近凸透镜,在焦距以内,凸透镜对两条光线虽有会聚作用,将它们拉向主光轴,但却不能让折射光线平行射出,仍然是发散的,只不过与入射光线相比较,没有那么散罢了。凹透镜对光线的发散作用也可作类似分析。假设没有透镜在中间起折射作用,光在同种均匀介质中应沿直线传播,画出这种假想沿直线传播的光线,为与实际相区别,用虚线表示。I 图应填凹透镜;J图透镜让发散很大的光线靠近一点,折射光线没那么散了,起会聚作用,应填凸透镜;K图中光线经折射后变得发散,故为凹透镜。

  (4)根据判断,填入合适的元件。

  总结:镜的作用与镜的类型对应如下:

  镜面反射(平行射入,平行射出)——平面镜;

  反射后起会聚作用——凹面镜(凹镜);

  反射后起发散作用——凸面镜(凸镜);

  折射后起会聚作用——凸透镜;

  折射后起发散作用——凹透镜。

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