例1.如圖所示三角形是一個三棱鏡的截面。三棱鏡的左側有一個物點P,如果你在三棱鏡的右側觀察,所看到的物點像大緻在A、B、C、D哪一個點?
分析:光經三棱鏡折射後向底部偏折,可通過作圖的方法确定所看到的物點的像的大緻位置,如下圖所示:
解答:是A點。由物點射向三棱鏡的光,經玻璃和空氣折射後向三棱鏡的底部偏折。
小結:①根據光的折射定律可以知道。物點P反射到棱鏡上的光線經棱鏡兩次折射,出射光線向底邊偏折,逆着出射光線看去,由于視線的直線感覺,所看到的虛像應在p點的上方。
②在光的折射中,折射光路同反射光路一樣也是可逆的。分析問題時即可順着也可逆着作光路圖。
例2:如圖所示,相距很近的兩束平行的紅光和紫光,間距為d,斜射到較厚的玻璃磚的上表面,并從玻璃磚的下表面射出,則下列現象可能的是( )。
A.兩條出射光線仍平行,但距離大于 d
B.兩條出射光線仍平行,但距離小于d
C.兩條出射光線仍平行,但距離等于 d
D.兩條出射光線不再平行
分析:平行光線經厚玻璃折射後,仍然以平行光線射出;但玻璃對紅光和紫光的偏折程度不同,紅光偏折程度小,紫光偏折程度大,因此這兩束平行的紅光和紫光間距為d,斜射到較厚的玻璃磚的上表面,并從玻璃磚的下表面射出時仍平行,但距離小于d,如下圖所示。
解答:B
小結:①根據光路的可逆性知道,同一條光線經長方形玻璃磚兩次折射後,出射光線與入射光線平行,因此,兩條人射光線互相平行,則出射光線也互相平行;
②不同的色光在同一種介質中傳播,雖然速度相同,由于頻率不同,發生的偏折程度也不同,頻率越大,偏折程度越大。
例3:如圖所示,是一個金魚缸,缸内隻有一條金魚,當眼睛從魚缸一角的枝邊中央(即圖中∠C的平分線方向)看去,能在A、B兩側面内看到兩條的像。
(1)為了便于說明産生上述情景的原因,将圖景轉化成便于分析解決問題的物理模型,用圖表示出來。
(2)魚的位置大約在( )
A.靠近玻璃 A 一面處
B.靠近玻璃 B 一面處
C.位于 A、B 玻璃面之間∠C 平分線附近
D.可在任意位置
(3)利用抽象模型,用簡單的光路圖說明上述景象形成的原因。
分析:在玻璃缸内有兩條金魚的像,這主要是由于金魚“發出”的光線由水射向空氣中時要發生折射,人眼從魚缸一角的棱邊中央,可以看到光線從 A、B兩個側面折射出來而形成的兩個虛像。魚的位置大約在位于 A、B 兩個玻璃面之間∠C平分線的附近.
解答:(1)抽象成的物理模型如下圖所示.
将複雜的物理情景轉化成相關得當的物理模型,是淮确解決物理問題的好方法,多為畫成相關的示意簡圖,這也是一種能力的體現,需要多培訓。
(2)經上述分析,正确答案為C
(3)形成的光路圖如圖所示。
小結:①對于本題,首先畫出水中的魚反射的光線射向空氣中的折射光路圖,然後抽象出模型,再說明其形成原因。
②根據題意,畫出光路圖,這是分析解答光學問題的基本方法。
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