幾道光學(xué)題的解答

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  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(zhǎng)。在其左焦點(diǎn)F處放有高為L(zhǎng)的發(fā)光物AB,在右焦點(diǎn)F',處放有一平面鏡MN。則關(guān)于AB通過(guò)凸透鏡的成像情況,下列說(shuō)法中正確的是(   )

  (A)成一個(gè)正立等大的虛像和一個(gè)正立放大的虛像

  (B)成一個(gè)正立等大的虛像和一個(gè)倒立縮小的實(shí)像

  (C)AB的上半部分成一個(gè)等大倒立的實(shí)像,下半部分不成像

  (D)AB的下半部分成一個(gè)等大倒立的實(shí)像,上半部分不成像

  解析:本題可用作圖法進(jìn)行分析,但必須運(yùn)用到副光軸、副焦點(diǎn)、焦平面等概念。

  如圖2(a)所示,取AB物體的中點(diǎn)P分析:從該點(diǎn)發(fā)光的光線,經(jīng)凸透鏡折射后,折射光線應(yīng)為平行光,經(jīng)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(huì)聚成像,也不可能通過(guò)凸透鏡會(huì)聚成像。

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

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

  如圖所示,兩端開(kāi)口的圓筒內(nèi)嵌有一凸透鏡,透鏡主光軸恰好與圓筒中軸線重合。為了測(cè)出該透鏡的焦距以及透鏡在圓筒內(nèi)的位置,小李同學(xué)做如下實(shí)驗(yàn):在圓筒左側(cè)凸透鏡的主光軸上放置一點(diǎn)光源S,在圓筒右側(cè)垂s直凸透鏡的主光軸固定一光屏,點(diǎn)光源S與光屏的距離為L(zhǎng)。左右移動(dòng)圓筒,當(dāng)圓筒左端面距離點(diǎn)光源S為a時(shí),恰好在光屏上成一個(gè)清晰的像;將圓筒向右水平移動(dòng)距離b,光屏上又出現(xiàn)了一個(gè)清晰的像。則凸透鏡和圓筒左端面的距離x為_(kāi)___,該透鏡的焦距f為_(kāi)_。

  顯然光屏上成像是實(shí)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(lián)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(dāng)一個(gè)量看(如設(shè)成Y), 把所有括號(hào)打開(kāi),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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