透鏡作圖類型題匯總

題型一：單透鏡型光路作圖

例1 在圖1中，根據(jù)折射光線畫出對應(yīng)的入射光線。

解析：過凸透鏡光心的光線傳播方向不改變。過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸。答案：如圖2所示。

例2 如圖3所示，根據(jù)透鏡對光的作用，將圖中三條光線補充完整。

解析：平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點。過光心的光線傳播方向不改變。經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸的光線，其入射光線的延長線過焦點。答案：如圖4所示。

題型二：透鏡組合型光路作圖

例3 如圖5所示，一束光射向凹透鏡，請畫出該光經(jīng)過凹透鏡、凸透鏡的折射光路。

解析：延長線過另一側(cè)焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸，由此畫出經(jīng)過凹透鏡后的折射光線。平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點，由此畫出經(jīng)凸透鏡后的折射光線。答案：如圖6所示。

題型三：填透鏡類型作圖

例4 （原創(chuàng)）如圖7所示，凸透鏡與凹透鏡的一個焦點重合，請根據(jù)通過每個透鏡的光路圖，在方框內(nèi)填入合適的透鏡類型。

解析：延長通過每個透鏡的入射光線，比較折射光束相對于入射光束是變窄還是變寬，變窄是會聚作用，應(yīng)填入凸透鏡；變寬是發(fā)散作用，應(yīng)填入凹透鏡。答案：如圖8。

題型四：光現(xiàn)象和透鏡融合作圖

例5 如圖9，光線a（圖中未畫出）射到平面鏡上，其反射光線b平行于凸透鏡的主光軸，b經(jīng)凸透鏡折射后，射到屏上的A點。

（1）畫出光線a；

（2）畫出光線b經(jīng)凸透鏡折射后的光路，并標(biāo)出凸透鏡右側(cè)的焦點F；

（3）保持光線a不變，若平面鏡轉(zhuǎn)動角度小于90°，則 （選填“順時針”或“逆時針”）轉(zhuǎn)動平面鏡，可使a的反射光線通過凸透鏡光心O。

解析：（1）圖中反射光線與鏡面夾角為45°，則反射角為90° - 45° = 45°，因此入射角也是45°，則入射光線與反射光線夾角為90°，故光線a豎直向上射向平面鏡；（2）連接光線b與A點是折射光線，與主光軸的交點是焦點；（3）保持光線a不變，若平面鏡轉(zhuǎn)動角度小于90°，使a的反射光線通過凸透鏡光心O，則入射光線與反射光線的夾角變小，說明入射角變小，則必須將法線靠近入射光線，即將平面鏡順時針轉(zhuǎn)動一定角度。答案：（1）如圖10所示；（2）如圖10所示；（3）順時針。

【反饋練習(xí)】如圖11所示，S′是點光源S在平面鏡中所成的像，S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后恰好經(jīng)過凸透鏡左側(cè)焦點F。要求：（1）畫出點光源S；（2）補充入射光線；（3）畫出反射光線經(jīng)過凸透鏡的折射光線。答案：如圖12所示。

題型五：近視（或遠視）眼矯正作圖

例6 （原創(chuàng)）人眼睛的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，如圖13是近視眼矯正光路圖。請在虛線框內(nèi)畫出適當(dāng)?shù)耐哥R，并將兩條光線的光路補充完整，使光線會聚在視網(wǎng)膜上的A點。

解析：近視眼的晶狀體較厚，會聚能力較強，看遠處的物體時，將像成在視網(wǎng)膜的前面，為了使像正好成在視網(wǎng)膜上，需戴具有發(fā)散作用的凹透鏡矯正。答案：如圖14所示。

題型六：透鏡成像作圖

例7 如圖15，S為蠟燭，S′為蠟燭通過凸透鏡所成的像。請根據(jù)凸透鏡的特性，畫圖確定并標(biāo)出凸透鏡的光心O點及右側(cè)焦點F點的位置。

解析：連接SS′，連線SS'與主光軸的交點是光心，也就確定出凸透鏡的位置。過S點作平行于主光軸的入射光線，然后根據(jù)折射點和S′即可確定折射光線，折射光線與主光軸的交點即為焦點F。答案：如圖16所示。

例8 如圖17，圖甲是利用S點發(fā)出的兩條特殊光線理性探究凸透鏡成像特點的光路圖。請參照圖甲的方法，在圖乙上通過畫圖理性探究凹透鏡成像特點（只需找到像點Q'）。

解析：經(jīng)過凹透鏡光心的光傳播方向不變，平行于凹透鏡主光軸的光經(jīng)過折射后散開，折射光線的反向延長線經(jīng)過同側(cè)的焦點。答案：如圖18所示。

（作者單位：山東省棗莊市薛城區(qū)教研中心）