凸透鏡的成像試題的解題方法

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網

1.如圖所示,凸透鏡的下半部分被截去,其上半部分的高度為L。在其左焦點F處放有高為L的發(fā)光物AB,在右焦點F’,處放有一平面鏡MN。則關于AB通過凸透鏡的成像情況,下列說法中正確的是( )

(A)成一個正立等大的虛像和一個正立放大的虛像

(B)成一個正立等大的虛像和一個倒立縮小的實像

(C)AB的上半部分成一個等大倒立的實像,下半部分不成像

(D)AB的下半部分成一個等大倒立的實像,上半部分不成像

解析:本題可用作圖法進行分析,但必須運用到副光軸、副焦點、焦平面等概念。

如圖2(a)所示,取AB物體的中點P分析:從該點發(fā)光的光線,經凸透鏡折射后,折射光線應為平行光,經平面鏡反射后,反射光線仍為平行光。但所有這些光線的位置均在凸透鏡光心以下,所以這些光線不可能直接會聚成像,也不可能通過凸透鏡會聚成像。

P點以上各點發(fā)出的光線,情況與P點相似,但反射光線的位置更要向下移。

P點以下各點發(fā)出的光線,情況雖與P點也相似,但反射光線的位置向上移,這些平行光可經凸透鏡第二次折射,折射光線應會聚在左側焦平面上的某點處。如圖(b)所示,點Q發(fā)出的光線經凸透鏡折射、平面鏡反射、再經凸透鏡折射后,在Q點正下方距主光軸相同距離的Q’處會聚成像,該像顯然是倒立的、等大的。本題正確選項為(D)。

如圖所示,兩端開口的圓筒內嵌有一凸透鏡,透鏡主光軸恰好與圓筒中軸線重合。為了測出該透鏡的焦距以及透鏡在圓筒內的位置,小李同學做如下實驗:在圓筒左側凸透鏡的主光軸上放置一點光源S,在圓筒右側垂s直凸透鏡的主光軸固定一光屏,點光源S與光屏的距離為L。左右移動圓筒,當圓筒左端面距離點光源S為a時,恰好在光屏上成一個清晰的像;將圓筒向右水平移動距離b,光屏上又出現了一個清晰的像。則凸透鏡和圓筒左端面的距離x為____,該透鏡的焦距f為__。

顯然光屏上成像是實像,由凸透鏡的成像公式。1 / u)+(1 / V )=1 / f u是物距,V是像距,f 是焦距得 第一次情況,[ 1 / (a+X) ]+{ 1 /[ L- (a+X) ] }=1 / f 第二次情況,[ 1 / (a+X+b) ]+{ 1 /[ L- (a+X+b) ] }=1 / f 以上二式聯立得 X=(L-2a-b)/ 2 , f =(L^2-b^2) / (回答

先這樣看,(1 / u)+(1 / V )=1 / f 且 L=u+V 所以 f =uV / L 顯然,uV的值是不變的。 (a+X)*[ L- (a+X) ]=(a+X+b)*[ L- (a+X+b) ] 先將 (a+X)當一個量看(如設成Y), 把所有括號打開,整理得 2(a+X)=L-b 所以 X=[(L-b)/2]-a=(L-2a-b)/ 2 最后把求得的 X 值代回去,就得 f 。


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