初中物理光學(xué)知識(shí)典型例題辨析

　　1.用照相機(jī)照相時(shí)，在拍攝進(jìn)景和遠(yuǎn)景時(shí)，有什么區(qū)別?

　　答:物距均大于二倍焦距(因?yàn)檎障鄼C(jī)常常要得到縮小的實(shí)像)，像距均在一倍焦距和二倍焦距之間。由于凸透鏡成實(shí)像時(shí),物距越遠(yuǎn)則像距越近,物距越近則像距越小,所以拍攝近景時(shí)，物距小，像距較大，成的像也較大，照相機(jī)的鏡頭要往前伸;拍攝遠(yuǎn)景時(shí)，物距大，像距較小，成的像也較小,照相機(jī)的鏡頭要往后縮.

　　2。凸透鏡及其成像規(guī)律
　　凸透鏡（convex lens）
　　凸透鏡是根據(jù)光的折射原理制成的。凸透鏡是中央部分較厚的透鏡。凸透鏡分為雙凸、平凸和凹凸（或正彎月形）等形式，薄凸透鏡有會(huì)聚作用故又稱聚光透鏡，較厚的凸透鏡則有望遠(yuǎn)、會(huì)聚等作用，這與透鏡的厚度有關(guān)。
　　將平行光線（如陽(yáng)光）平行于軸（凸透鏡兩個(gè)球面的球心的連線稱為此透鏡的主光軸）射入凸透鏡，光在透鏡的兩面經(jīng)過(guò)兩次折射后，集中在軸上的一點(diǎn)，此點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)（記號(hào)為F，英文為：focus），凸透鏡在鏡的兩側(cè)各有一焦點(diǎn)，如為薄透鏡時(shí)，此兩焦點(diǎn)至透鏡中心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點(diǎn)到透鏡中心的距離，通常以f表示。凸透鏡球面半徑越小，焦距（符號(hào)為：f，英文為：focal length）越短。凸透鏡可用于放大鏡、老花眼及遠(yuǎn)視的人戴的眼鏡、攝影機(jī)、電影放映機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡的透鏡（lens）等。
　　實(shí)驗(yàn)研究凸透鏡的成像規(guī)律是：當(dāng)物距在一倍焦距以內(nèi)時(shí)，得到正立、放大的虛像；在一倍焦距到二倍焦距之間時(shí)得到倒立、放大的實(shí)像；在二倍焦距以外時(shí)，得到倒立、縮小的實(shí)像。
　　該實(shí)驗(yàn)就是為了研究證實(shí)這個(gè)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中，有下面這個(gè)表：
　　物 距 范圍 成像性質(zhì) 像距范圍
　　u>2f 倒立、縮小、實(shí)像、 異側(cè) f<v<2f
　　u=2f 倒立、等大 、實(shí)像、異側(cè) v=2f
　　f<u<2f 倒立、放大 、實(shí)像、異側(cè) v>2f
　　u=f 不成像
　　u<f 正立 、放大、虛像 、同側(cè) u＜v
　　這就是為了證實(shí)那個(gè)規(guī)律而設(shè)計(jì)的表格。其實(shí)，透鏡成像滿足透鏡成像公式：
　　1/u+1/v=1/f
　　物在焦點(diǎn)不成像,二倍焦距倒同樣.
　　大于二焦倒立小,焦外二內(nèi)幻燈放.
　　物體放在焦點(diǎn)內(nèi),對(duì)側(cè)看見(jiàn)大虛像.
　　像若能夠呈屏上,一定倒立是實(shí)像.
　　(1)u＞f時(shí)成實(shí)像，u＜f成虛像，焦點(diǎn)是實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)。
　　(2)U＞2f時(shí)成縮小實(shí)像，u＜2f時(shí)成放大實(shí)像，二倍焦距點(diǎn)是成放大實(shí)像與縮小虛像的分界點(diǎn)。
　　(3)成實(shí)像時(shí)，當(dāng)物距減小，像距變大，像變大；物距增大時(shí)，像距變小，像變小。
　　(4)成實(shí)像時(shí)，像與物在凸透鏡異側(cè)，成虛像時(shí)，像與物在凸透鏡同側(cè)。
　　(5)實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，可顯示在光屏上，虛像是折射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，不顯示在光屏上。
　　應(yīng)用
　　依據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，應(yīng)注意區(qū)別望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡透鏡應(yīng)用的以下特點(diǎn)：
　　(1)望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡的目鏡是依據(jù)u<f成正立、同側(cè)、放大、虛像。
　　(2)望遠(yuǎn)鏡的物鏡是依據(jù)凸透鏡在u>2f時(shí)成異側(cè)、倒立、縮小、實(shí)像制成的。（原因是為了擴(kuò)大視角）
　　(3)顯微鏡的物鏡是依據(jù)凸透鏡在f<u>2f時(shí)成異側(cè)、倒立、放大、實(shí)像制成的。
　　凸透鏡與凹透鏡的區(qū)別方法：
　　1()觸摸法（中間薄邊緣厚是凹透鏡，中間厚邊緣薄時(shí)凸透鏡）
　　(2)聚焦法（射入平行光，匯聚的是凸透鏡，發(fā)散的是凹透鏡）
　　(3)用眼看（把透鏡放到字下，看照后的字是放大還是縮小）

　　3.墻上掛著一塊長(zhǎng)30厘米的平面鏡，小明站在鏡子前1.5米處，這時(shí)他正好可以看到身后的一根木桿，木桿高2米，那么這根木桿離人的距離應(yīng)該是（）
　　A．19.5米 B．7.0米 C．10.0米 D．8.5米

　　答:選D
　　因?yàn)槿肷涔獬谭瓷涔獬膛c木桿及人到平面鏡的距離符合
　　相似三角形原理
　　故20Omm/30mm=X/150mm
　　得X=1000mm=10m
　　10米再減去小明離開(kāi)鏡子的1.5米
　　木桿距人的距離是8.5米

　　4.鏡面反射與漫反射的區(qū)別.

　　辨析:一束平行光射到平面鏡上,由于平面鏡表面非常光滑,與每條光線的入射點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的法線也是相互平行的,又由于入射的平行光相對(duì)于鏡面的入射角是相等的,光在反射時(shí)反射角和入射角相等,就勢(shì)必造成每一條反射光線都是相互平行的,反射光朝同一方向集中反射,這種反射叫做鏡面反射； 若平行光入射到粗糙的表面時(shí)，由于表面的凹凸不平，就使得各入射點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的法線方向不一致，造成反射光線朝向不同的方向，這就是“漫反射”。大多數(shù)物體表面都有大小不一的凹凸不平，所以本來(lái)是平行的太陽(yáng)光被這些表面反射后，彌漫地向不同方向反射,因此漫反射中的反射光線看起來(lái)較暗,而鏡面反射中的反射光線是集中朝向同一方向的,反射光線看起來(lái)就較亮.

　　5.池中水的深度是2.5m,月球到水面的的距離上3.8×10^5Km,月球在水池中的像到水面的距離是_____m.

　　辨析:月球在水池中的像到水面的距離是3.8×10^5Km(因?yàn)樗嫦喈?dāng)于一個(gè)平面鏡的鏡面,而平面鏡成像的規(guī)律是像與物到平面鏡的距離相等),初學(xué)者常會(huì)存在這樣一個(gè)疑惑::水池那么淺,怎么可以使像成在那么遙遠(yuǎn)的距離呢? 我們要注意,平面鏡所成的像為虛像,而像到平面鏡的距離同樣是一個(gè)"虛"的,因而它完全可以突破水池的深度.我們?cè)谟^察時(shí)感到這個(gè)距離并不大,但要注意的是,當(dāng)我們抬頭仰望明月時(shí),我們不同樣認(rèn)為可以伸手可及嗎?眼睛對(duì)距離的判斷常常會(huì)失誤,物理講究的是科學(xué)的方法而不是憑感覺(jué)去判斷.

　　6..如果你在一個(gè)很小的平面鏡中看到了一個(gè)同學(xué)的眼睛，則這個(gè)同學(xué)一定能看到胸的眼睛，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明在反射中（光路是可逆的）；如果物體的表面光亮平滑，在一個(gè)黑暗的房間里只讓一束平行光照射在它的表面，只有（ 另一邊）看上去覺(jué)得有刺眼的光，在其他方向看去覺(jué)得這個(gè)物體是（ 暗的），這是因?yàn)楣馍涞竭@個(gè)物體上時(shí)發(fā)生了（鏡面反射）的緣故。

　　7.當(dāng)手指尖觸到平面鏡上時(shí),手指尖與它在鏡中的像相距約4mm,則平面鏡的玻璃厚度是 ( ) A.4mm B.8mm C.2mm D.1mm

　　辨析:平面鏡的成像主要是依靠鏡背面的不透明層(鍍銀層)反射光線而成，換句話說(shuō),不能以前鏡面做為"鏡面",而應(yīng)以后鏡面做為"鏡面" ,因此，當(dāng)我們把手指尖按在玻璃表面的時(shí)候，指尖距離真正的“后鏡面”有一定的距離,這個(gè)距離就是鏡的厚度,這個(gè)厚度同時(shí)是物距 ;根據(jù)平面鏡成像的規(guī)律:物距等于像距 因此手指尖和像的距離就等于二倍厚度,玻璃厚度當(dāng)然為2mm了。

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