正文 第五章 光學、原子物理學(1 / 3)

怎樣利用反射定律和折射定律解題

光的傳播過程就是光的電磁能量的傳播過程,在同一種均勻媒質中光線是沿直線傳播的,反射定律和折射定律就是建立在光在均勻媒質中沿直線傳播這一幾何模型基礎之上的。

光從一種媒質射到另一種媒質的界麵時,一般會同時發生反射和折射現象。

光的反射遵守反射定律,反射定律的內容是:反射光線跟入射光線和法線在同一平麵上,反射光線和入射光線分居在法線的兩側,反射角等於入射角。光的折射遵守折射定律的內容是折射光線跟入射光線和法線在同一平麵上,折射光線和入射光線分居在法線的兩側,入射角的正弦跟折射角的正弦之比。

怎樣掌握平麵鏡作圖技巧及利用作圖確定虛像的觀察範圍

平麵鏡成像的作圖技巧是:先根據平麵鏡的成像規律(即物像關於平麵鏡對稱)確定像的位置,再依據好像是從像發出的光線沿直線進入人的眼睛畫反射光線,依據反射條件畫,這樣比較準確、迅速,作圖還要注意線的虛實和箭頭的標誌。

平麵鏡的成像是有一定觀察範圍的,點光源S發出的光線經平麵鏡反射形成虛像對人眼來說等於一個新的點光源,但這個“點光源”與真正的點光源是有區別的:真正的點光源發生的光在空間任何範圍內可接收到,像是房間中的一盞燈。S發出的光不能通過平麵鏡這個“窗口”射出,或人們隻能通過平麵鏡這個“窗口”窺視到房內的“點光源”S—樣,在確定觀察範圍時,邊界起著重要的作用。

怎樣作非特殊光線的折射光線

過透鏡的三條特殊光線的作圖方法有規律可循,而過透鏡的非特殊光線的作圖是否有規律呢?下麵結合實例介紹幾種解決這類問題的方法。

1.物像對應法

根據透鏡成像時物點和像點一一對應的關係,一個發光點可以認為能發出無數條光線,包括特殊光線和非特殊光線,經透鏡折射後,有無數條出射光線,這些出射光線必交於同一實像點(或其反向延長線交於同一虛像點這就是物像對應法。根據這一原理,當要求作出過透鏡的非特殊光線的光路圖時,可先作出經物點和像點之間特殊光線兩光路圖,再由物像對應法即可作出非特殊光線的光路圖。

2.平行光線法

根據透鏡成像規律可知,平行光線經過透鏡後必相交於一點(或反向延長線必相交於一點),利用這一特性可方便地作出非特殊光線經透鏡後的光路圖。

3.假設物體法

當已知的非特殊光線與透鏡主軸相交於一點5時,求其光路圖時可用假設物體法。即設想一物體垂直於主軸放置。

4.光路可逆法

由光路可逆原理可知,若沿折射方向入射光線,經透鏡後,該光線將沿入射方向射出。這一方法不僅廣泛用於特殊光線的作用,而且也常用於非特殊折射光線的作用。

怎樣從函數圖像看透鏡成像規律

用函數的基本性質及圖像知識本研究透鏡成像規律對建立清晰的物理圖像,分析問題解決問題有很大幫助。

通過上麵例題的分析,在認識透鏡成像規律時,運用函數的單調性和圖像知識,可幫助對問題的全麵認識,消除解題時的偏解現象,像例題中出現的問題和可能出現的問題,在圖像中一目了然,根據成像公式,找出合理的關係求解。

怎樣應用設物法解答幾何光學題

在中學物理中,對於有些看似“超綱”或利用常規方法難以解決的幾何光學問題,若能夠設一個相關的輔助物體,就會實現由難向易,由繁向簡,由無路到多法的良性轉變,從而推動問題的順利解決。

1.巧設物體,化難為易

在中學階段,隻要求用三條特殊光線進行作用,因此使得學生把部分光學問題視為“超綱”。

分析:多數學生都認為這是一個中學的知識和方法無法解決的“超綱”題。

其實,若設想光線是由處於透鏡左側的某物體發出的,則可利用兩條特殊光線作出的像,再根據光線經凸透鏡會聚成像的原理就很容易作出光線腳的折射光線。

2.虛物實置,逆向思維,隱含條件明朗化一般來說,求透鏡焦距的方法有兩種:圖解法和公式法,而對於那些隻能通過後者才能解決的問題來說,有時卻因為無物像實體或因找不到明顯的物像關係而無法求解,但是,一個實物的靈活設置,會改變這種條件不明的狀況。

3.拓寬思維,簡化過程

在處理物理問題時,多數學生習慣著眼於原有的物體,並力圖從中找到解決未知量的方法,而缺乏創新的意識和意誌。相反,如果能夠合理地、建設性地去拓展它,不僅會有助於分析思路的簡化,而且,一定會推動形象思維能力的培養和提高。

變異透鏡對成像有什麼影響

所謂“變異透鏡”就是指透鏡所處的環境周圍條件或透鏡本身發生了某種變化後的透鏡。變異透鏡都會改變對部分光線的控製作用,使射向透鏡的光線的某部分發生變化,致使物體的成像情況發生相應的改變,下麵分類介紹。

1.透鏡部分被遮住由於透鏡部分被遮住,物體射出的光線有一部分不能透過透鏡成像,而其餘光線仍能透過透鏡成像,根據理想情況下點物成點像的道理,可以判斷出,透鏡對物體仍可在原位置成像,像的大小不變,隻是透過的光線減少了,因此像變暗了。

2.透鏡媒質改變

光線透過不同媒質做成的透鏡,透鏡對光線起會聚作用還是起發散作用,是有條件的。不能隻根據透鏡的外表形狀進行判定。其條件是:做成透鏡的媒質較它周圍媒質為光密媒質時,凸透鏡起會聚使用;做成透鏡的媒質較它周圍媒質為光疏媒質時,凸透鏡起發散作用,凹透鏡則相反。置於空氣中的玻璃凹透鏡對物體的成像情況相同。

3.透鏡本身發生變化

透鏡本身發生變化,有以下兩種情況:

(1)透鏡被挖去一部分,此時,物體發出的光線有許多直接通過被挖掉的這一部分照到成像區域,不能成像。另一部分光線透過透鏡的其餘部分仍然能成像於原來位置,像的大小不變,隻是像成在很亮的背景上,有看不清的可能。

(2)將透鏡分開,成兩半塊。可視為兩個相同性質的半個透鏡同時對一個物體分別成像。

怎樣解光學黑箱題

所謂黑箱問題是指對某一未知係統(即黑箱)通過實驗和推理來研究其內部結構的問題,“黑”即“未知”,“箱”即“係統。由於黑箱問題不僅能檢驗學生基礎知識掌握的程度,而且還能較好地培養和提高學生對問題的分析和判斷能力,以及聯想和創造能力,故近年來各類試題中黑箱題型被廣為采用。常見的有光學黑箱和電學黑箱兩種。光學黑箱問題的一般模式是:給出黑箱的入射光線和出射光線,求解黑箱中的光學元件及其位置,中學物理中所遇到的光學黑箱問題一般比較簡單,但若不掌握正確的思路和解題步驟,采取胡猜瞎碰的方法,也是很難正確求解的。

現介紹一下光學黑箱題的解法:

首先要對光學元件的光學性質有清晰的了解:屬於光反射類型的元件有平麵鏡、凹麵鏡,凸麵鏡以及全反射棱鏡等,它們的光學的共性是使出、入射光線位於元件的同側;屬光折射類型的元件有三棱鏡、平行透明板、凸透鏡以及凹透鏡等,它們的光學性質的共性是使出、入射光線位於元件的兩側。