法线的作用

法线是几何光学中的一个很重要的概念,是人们研究光现象的有关规律而引入的几何辅助线,实际上并不存在故用虚线画出．它在光学问题的研究中有着很重要的作用．一、法线是理解光路图的基础有的同学对课本中的几幅图感到不好理解,究其原因就在于这些光路图中少画了法线．如在课本Ｐ５４图５－１０．图５－１１中添上法线（即过每条入射光线的入射点作垂直于反射画的直线）,如图１（漫反射）,图２（镜面反射）所示．图１中反射面凸凹不平,可将它看成由许多小平面组成的,这样,即使平行的入射光线,但由于各反射面的法线不平行,因此,按…     

光路图的画法

正确作出光路图是解答光学习题的基础．怎样才能正确画出光路图呢？概括起来应注意以下几点：1．镜面（平面镜、凹镜、凸镜）用带有斜线的实线表示．画斜线的一面表示镜子的背面，不画斜线的一面表示镜子的反射面．两种透明物质的分界面用一条不带斜线的实线表示．2．凡是实际光线都要画成实线，并在线段上画一个箭头表示光的传播方向．箭头最好画在线段的中间，不要画在线段的两端．3．实际光线的反向延长线要画成虚线，虚线上不能画箭头，因为它不是实际光线．4‘法线要用虚线表示，以区别于实际光线．法线要通过人射点且与界面垂直．5．…     

光路图的几种类型及画法

1画一般的反射光路图定律:光的反射定律.举例:完成图1、图2的光路图,补上图3的平面镜.解:对于图1、图2要先画出法线,法线是过入射点垂直于反射面的一条直线,要画成虚线,再根据反射角等于入射角确定光线位置.答案分别如图4、图5.图3也是先画出法线,法线是入射光线和反射光线夹角     

巧思妙解初中光学竞赛作图题

要想在物理竞赛中取得好的成绩，除了要牢固地掌握好双基以外，还必须具有敏捷的思维方法和解题的特殊技巧．如在光学作图题中，一般采用三条特殊光线中的任意两条就可完成大部分透镜的成像光路图问题．但当入射（或出射）光线不是三条特殊光线，而是任意一条靠近主轴的光线，如何作出它经透镜作用后的出射（或入射）光线呢？粗看起来这类竞赛题似乎像是超纲问题，但如果利用本文下述虚拟法，则可利用所学光学知识顺利地作出正确的解答．一、虚拟发光点法例１如图１ａ所示，ＡＭ为一条入射光线，试画出它经凹透镜作用后的出射光线，解析在入…     

一道多解的光学作图题

三条光线Ｌ的传播方向如图１中ａ、ｂ、ｃ所示．请在图上演出三种不同的光学元件及所处的位置，并使射出的光线沿水平向右的方向传播．怎样在相同的光路上画出不同的光学元件及所处的位置呢？我们知道，反射和折射均可改变光的传播方向．下面分别从光的反射和折射两个不同角度来考虑．平面镜和球面镜对光起反射作用．根据光的反射定律，先作出两光线所夹角的平分线，此线即为法线；然后根据法线与反射面的位置关系，画上平面镜，如图２；凹镜，如图３；凸镜，如图４．凸透镜对光有折射作用．根据透镜能使平行于主轴的入射光线折射后过焦点的…     

巧用几何知识解光学题

在光学问题中,若能巧用几何知识求解,常可使复杂的解题过程变得简捷明了．下面举例来说明1角平分线的应用例1一束光线与平面镜成30角入射．若平面镜偏转5测反射光线与人射光线的夹角为多少”解析根据光的反射定律可知,法线为反射光线与人射光线夹角的平分线平面镜偏转5”,人射角为W－（3U－5”）或W－（3U＋so）,即人射角为的”或55”,反射光线与人射光线的夹角为65oX2或55”X2,即13O或11ry．2相似三角形的应用俐7太阳开下旗杆本加而的影长XI56米．这时身高为15米的小孩盲方时在地面的影长为12米,则旗杆的高度是多少？解析根据…     

浅析高考对折射定律的考查

纵观近几年的几何光学考题,不难发现, 大都以折射现象为物理情景,在考查折射定律的同时,综合考查全反射、光的色散及光在介质中传播速度等知识．试题均以选项题的形式出现,并且基本上以光线传播的定性分析为主．解答这类考题的关键是根据折射定律,利用光线传播的特点画出光路图．如,垂直于介质平面的光线方向不变;经过平行玻璃砖时,出射光线和入射光线平行,只是可能发生侧移而偏离原方向;复色光通过不同的介质时发生色散现象,且折射率大的全反射临界角小;在相同条件     

例谈用虚设法解几何光学问题

虚设是一种大胆的设想,是一种创造性的思维活动。虚设应用得成功与否直接影响几何光学中许多问题的顺利解决。本文就几何光学中的虚设问题归类举例如下,供参考。 一、虚设物体 1、虚设物点,用特殊光线作图。这种问题有:①已知入射(或出射)光线,画出出射(或入射)光线;②光点(物点)在主光轴上。解答它们最根本的问题是设法利用特殊光线。 例1.如图1所示,作入射光线朋的折射光线。 析与解:AB光线非“特殊”(平行于主轴,通过光心,过焦点)光线。要直接画出它的折射光线是困难的,构成了这道题的难点。若假     

怎样理解光的折射规律

关于光的折射，通过实验可得到以下结论：折射光线跟人射光线和法线在同一平面上，折射光线和人射光线分居在法线的两侧；当光从空气斜射入水或别的透明物质里时，折射角小于人射角；光从水或别的透明物质科射入空气里时，折射角大于入村角．如何理解该规律呢？首先要明确该规律描述的是“三线”、“两角”的关系．“三线”是指折射光线、人射光线和法线；“两角”是指人射角和折射角．三线的关系是“三线同面、法线居中”，即规律中的第一段话．三线中的法线是一条假想且很重要的几何线，它垂直于界面且直接决定人射角和折射角的一条辅助线…     

有关光的折射错解分析

例1光从玻璃斜射入空气，如图1－1所示．已知入射角为30°，折射角与入射角相差15°，请画出它的折射光线，并标出折射角度数．错解如图1－2所示，折射光线为OB，折射角为15°．错解原因不能正确理解光的折射规律，不懂得光由透明物质玻璃射向空气时，折射角应该大于入射角．正确解答如图1－3所示，折射角为45°．例2在图2－1中画出缺少的入射光线或折射光线．错解如图2－2所示．错解愿因（1）不理解凸透镜使光线会聚，凹透镜使光线发散．（2）不懂得平行于主轴的光线经凸透镜折射后通过另一侧焦点，而经凹透镜折射后，反向延长线过同侧焦…     

巧画光路几例

初中阶段遇到的画光路问题的解题依据主要是光的传播、反射和折射规律．因此要正确画出光路图，必须懂得分析光线传播的情况，并正确理解有关的概念．如入射角、反射角、折射角、像点的概念、平面镜和凸透镜成像规律等．下面我们分别以例题进行具体说明，怎样才能应用有关知识巧画光路．一、巧用“反射规律”画光路例1请作出图（1）中的反射光线．常现解法在图（1）中先过人射点作垂直于镜面的法线，再作反射用等于入射用的光线．巧解由反射规律“反射角等于人射角”，可以导出“反射光线眼镜面的夹角等于入射光线跟镜面的夹角．”并以此为…     

用作图法巩固透镜成像规律

仔细阅读初二物理课本Ｐ６５的文字和插图后我们可以发现,透镜的折射有三条特殊光线：①过光心的光线传播方向不改变（Ｐ６５第一行）;②平行于主光轴的光经透镜后的折射光线（或其反向延长线）过焦点（图６－１０、６－１２）;③从焦点发出（或原射向焦点）的光线经透镜折射后平行于主光轴（图６－１１,如图１）．有了这三条光线中的任意两条,无论物体放在距透镜什么距离的地方,都可利用作图的方法找出其像的位置,并确定像的倒正、虚实情况．请看图２－４。１．凸透镜成像的三个范围如图２－４图中Ｆ、Ｐ分别表示焦点和二倍焦距处,…     

作法不同 殊途同归

如图1所示,光线AB是点光源S射向平面镜的一条光线SC的反射光线．请在答题纸上的图中画出平面镜M和像S’的位置．（1995年第二届全国奥林匹克物理知识竞赛初二组第40题）作法一如图2所示：（l）将SC正向延长、AB反向延长相交于O点（人射点）．（2）作ZSOB的角平分线ON,ON即为法线．（3）过O点作ON的垂线（即平面镜M所处位置）,在M的左边画一些平行斜短实线．（4）过S作平面镜M的垂线SO’并延长至S’,使SO’＝O‘S’,则S’就是点光源S在平面镜中所成的像的位置．作法工如图3所示：（l）、（2）、（3）步同作法一．（4）过…     

有关透镜作图的题型分析

初中物理教材介绍的透镜分为凸透镜和凹透镜．凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用．具体作图时应抓住三条特殊光线．（1）平行于主光轴的光线经透镜折射后,折射光线或其反向延长线通过焦点．如图1所示．（2）通过光心的光线经透镜后传播方向不发生改变．如图2所示．（3）通过透镜焦点（或延长线通过焦点）的光线,经透镜折射后平行于主光轴．如图3所不．有关透镜的作图有如下两种情形：一、已知透镜类型,作出人射光线或折gtk线．二、已知人射光线和折射光线,判断透镜的类型．根据透镜对光线的作用．a．过人射光线的延长线上…     

用类比归纳法复习物理

类比归纳法就是将最基本的概念、规律——教材中各个知识点进行分类、归纳、比较，以加强识别和记忆，达到牢固掌握基础知识的方法．下面以光学知识为例介绍这种方法在复习中的应用．按光的性质归类光在同一种物质里传播的路线是直的，光在真空（或空气）中的传播速度是3X10’千米／秒．说明光的传播是有方向性的．故在画光路图时，必须用箭头标出光的传播方向．由于光的直线传播，所以有小孔成像与影子的形成，可利用光速计算宇宙星际间的距离．按光的传播规律归类1．光的反射定律：反射光线跟人射光线和法线在同一平面上，反射光线和人射…     

平面镜问题分类解析

１．平面镜的放置例１　一束光线水平射来,现用平面镜使反射光线竖直进入井中,则镜面与水平方向的夹角是多大？分析　这是已知光线的传播方向确定平面镜放置情况的题目,解答此题的关键是正确画出光路图,画图的步骤是：（１）根据题意画出入射光线ＡＯ和反射反线ＯＢ．（２）画出入射光线与反射光线的夹角∠ＡＯＢ的角平分线ＯＮ,则ＯＮ为法线,（３）过入射点Ｏ作ＭＭ′与法线垂直,ＭＭ′即为平面镜的位置,如图１所示．解析　因为∠ＡＯＢ＝９０°,所以∠ＡＯＮ＝∠ＡＯＢ＝　×９０°＝４５°,故平面镜与水平方向的夹角∠ＡＯＭ＝…     

光学作图的依据

光学图形可以形象、直观地反映光的反射定律、光的折射规律、平面镜成像的特点、透镜对光的作用等重要规律·由此,光学作图在各地的中考作图题中占有较大的比例·光学作图题是根据题目提出的具体要求,完成光路图·那么,正确完成光路图的依据是什么呢?下面以2005年各地的中考试题为例加以分析·依据之一、光的反射定律例1(贵阳实验区)请你在图1中作出反射光线OB的入射光线AO·解析:要正确作出入射光线,需依据光的反射定律进行·具体作法:(1)过反射点O(也是入射点)作反射面的垂线ON,即法线·(2)在法线的另一侧作出入射光线AO,注意使∠BON…     

棱镜中典型光线的光路分析

1987年高考物理试卷第六题,是历年高考中几何光学部分颇有新意的一道好题: ABCD是一个用折射率n=2.4的透明媒质做成的四棱柱镜。∠A=∠C=90°,∠B=60°,AB>BC。现有平行光线垂直入射到棱镜的AB面上(如图一所示),若每个面的反射都不能忽略,求出射光线。要求: (1)画出所有典型光线从入射到射出的光路图(为了卷面简洁,表示光线行进方向的箭头只在棱镜外面的光线上标出即可) (2)简要说明所画光路的依据,并说明每条典型光线只可能从棱镜表面的哪部分射出。那么,如何对棱镜中的典型光线进行光路分析,并指导教学呢?本文拟略作探讨。所谓典型光线,系指光路完全相同的一束光线     

初中光学中的“黑匣子”问题

笔者在《数理化学习》(2004.7)发表了“初中电学中的‘黑匣子’问题”一文,今抽暇再撰一姊妹篇,以飨读者.例1已知一条光线的变化如图1所示,请在方框内填上适当的光学元件,并完成光路图(要求用三种以上方法).解析:光线的传播方向在“黑匣子”内发生了变化,说明有反射或折射现象,应根据反射或折射规律作图.以下给出五种方法,如图2.例2实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光或反之,可利用透镜组合来完成.请在图3所示两个方框内填上适当的光学元件,完成光路图.要求:(1)在图中画出光束粗细的变化;(2)分别写出透镜间距离与各透镜焦距的关系.解…     

比较矩形玻璃砖与玻璃球的光学特性

1　比较对光线的作用(1 )如图 1所示 ,一条入射光线ＡＯ以入射角ｉ射入矩形玻璃砖内 ,其折射光线与出射光线分别为ＯＯ′、图 1Ｏ′Ｂ .　　据折射定律可知 :ｎ =ｓｉｎｉｓｉｎｒ,ｎ =ｓｉｎｉ′ｓｉｎｒ′.据光路图可知 :ｒ与ｒ′为内错角 ,有ｒ =ｒ′,可得ｉ=ｉ′.所以 ,出射光线Ｏ′Ｂ平行于入射光线ＡＯ .显然 ,如果入射光线为一束平行光线 ,其出射光线也必为一束平行光线 ,且出射光线平行入射光线 .因此矩形玻璃砖不改变光的性质 .(2 )如图 2所示 ,平行光线 1、2射入玻璃球 .通过作图可知两条入射光线经过玻璃球两次折射后出射光线交…