三条特殊光线.doc

《学习方法报》社 全新课标理念 优质课程资源 三条特殊光线 图1 火焰尖上一点（此点为物点）发出无数条光线，其中射向凸透镜的光线经凸透镜折射后会聚于一点，称为像点。我们可以把左侧的蜡烛分成好多物点，每个物点发出的光线经凸透镜折射后会聚成像点，这些像点便组成了蜡烛的像。图1只画出了射向凸透镜的三条特殊光线。 三条特殊光线的特征： （1）平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后过焦点。 （2）过光心的光线传播方向不变。 （3）过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴射出。 为了研究的方便，我们可以把蜡烛画成带箭头的短竖线。利用上面的（1）（2）两条特殊光线可以方便地找出某物体在不同位置时，经凸透镜折射后的像，如图2所示。 图2 观察发现：在一倍焦距以外所成的像都是倒立的（相对于物而言）。图2中，当物体AB水平向右移动靠近焦点时，过焦点的折射光线不变，但过光心的光线沿光心顺时针转动，像点A，沿过焦点的折射光线向下移，像A‘B，变大且像与凸透镜的距离变大；反之，像A，B，变小且像到凸透镜的距离变小。以2f为界，当物体到凸透镜的距离大于2f时，成倒立缩小的像；当物体到凸透镜的距离大于f且小于2f时成倒立、放大的像；当物体到凸透镜的距离等于2f时，成倒立、等大的像。 当蜡烛移动到焦距以内时，如图3所示，经过凸透镜的那些光线依然会聚但不会相交于一点，所以在凸透镜的另一侧找不到蜡烛的像。如果我们在凸透镜的另图3 一侧通过凸透镜观察，就能看到一个放大的蜡烛的像，这是折射光线的反向延长线相交形成的像。由此可知：实像与虚像的本质区别在于是否是由实际光线会聚而成。在图3中，当蜡烛沿水平方向向焦点移近且不过焦点时，过焦点F的那条折射光线不变，但过光心的那条光线绕光心逆时针转动，则两条折射光线的反向延长线的交点远离凸透镜且向上移动。由图3可知，物体逐渐靠近焦点时，所成的虚像会变大且远离凸透镜。 综上所述，我们应用经过凸透镜焦点、光心和平行主光轴的三条特殊光线折射后的规律，任选从同一物点发出的两条特殊光线，就能确定一个像点。无数像点就组成物体的像。这些像点如果是由实际光线会聚成的，就是实像；如果是由实际光线的反向延长线会聚成的，就是虚像。焦点是实像和虚像的分界点，即物距小于焦距时成虚像；物距大于焦距时成实像。二倍焦距所在的点是放大和缩小的像的转折点，即物距大于焦距时成缩小的像，物距小于二倍焦距时成放大的像。当物体到凸透镜的距离发生变化时，像到凸透镜的距离也相应变化，同时像的大小也在变。变化规律是：物体离凸透镜的焦点越近，像离凸透镜越远且像越大（提示：请分清像的虚实）。