例1:太阳光线与水平面的夹角是30°,若使太阳光能沿水平方向反射出去,应把平面镜放置在与水平方向成多大角度的位置上?
精析:入射光线与水平面成30°角,而反射光线水平,已知入射光线与反射光线方向,又知反射角应等于入射角,可以画出法线,而平面镜与法线垂直,就可确定平面镜的位置.
第一种情况:如图(a)∠AOB=180°-30°=150°,作∠AOB的平分线,即作法线ON,反射角∠BON=75°,画出平面镜位置ME,∠EON=90°,则平面镜与水平面夹角:∠EOB=90°-75°=15°.答案:平面镜与水平面夹角∠BOE=15°。
第二种情况:如图(b),∠AOB=30°作平分线ON(法线)反射角∠BON=15°,画出平面镜位置ME。
∵ ∠MON=90°
∴ ∠MOB=90°-15°=75° 答案 平面镜与水平面夹角为75°.
答案 应把平面镜放在与水平成15°或75°角的位置上.
例2:如图3—9(a),MN为平面镜,A、B是点光源S发出的光经平面镜反射后的两条光线,用作图法确定像S′及点光源S的位置.
精析 根据平面镜成虚像的原理,将A和B反向延长线交于S′,如图(b),S′就是S的像,再根据对称性,求得发光点S的位置.答案见图(b)
例3:将物体放在距凸透镜15cm处时,能在光屏上得到物体清晰放大的像,则凸透镜的焦距可能是( )
A.5 cm B.10 cm C.15 cm D.20 cm
分析:在光屏上呈放大的像,一定是实像,因此应满足“物距大于1倍焦距且小于2倍焦距”的条件:
即:15cm>f且15cm<2f,
亦即f<15cm和f>7.5 cm
焦距应小于15cm,但大于7.5cm.
答案 B
例3::如图,在玻璃和空气的界面上同时发生反射和折射的情况,可以判定________是界面,________是入射光线,角________是反射角,角________是折射角,界面的________侧是空气.
分析:
(1)先找出两个相等的角(如图∠2和∠3),则角的平分线一定是法线(PQ).另一和它垂直的线就是界面(MN)
(2)依据反射定律和光的折射规律,反射光线、折射光线和入射光线分居在法线两侧,那么单独在法线一侧的一定是入射光线(AO),则OB,是反射光线。
(3)比较折射角和入射角大小,角小的一侧对应是玻璃,另一侧是空气。
答案:MN是界面,AO是入射光线,∠3是反射角,∠6是折射角,右侧是空气。
例4:插入水中的筷子从水面上斜着看,为什么觉得向上弯折?
解答:如图3—12所示,可将筷子AB插入水中的B端看成一个发光点,设从B点发出两条光线BC和BC′,到达水面后,光线发生了折射,沿CD和C′D′,方向射出,这网条光线反向延长,会聚于B′点,B′点是B的像,离水面近了,连接OB′,人看到的筷子是AOB′,觉得向上弯折了.这时你若将手伸到水中,去抓B′,则什么都抓不住,因为这只是B点的虚像.夏天游泳时,看到清澈的池水,好像不太深,变浅了,也是上面这个道理.一旦踩到水中去,可能会比你想像的深得多.
例5:(北京市西城区中考试题)某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时,在光屏上得到一个缩小的像.当蜡烛距透镜9cm时,在光屏上得到一个放大的像.这个凸透镜的焦距可能是 ( )
A.10 cm B.8 cm C.6 cm D.4 cm
精析:
u=15cm时,是缩小实像,所以蜡烛放在2倍焦距以外,即2f <15 cm 得到f<7.5 cm
u=9cm时,是放大实像,所以蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间,即2f >9 cm且f<9 cmt得到4.5cm<f<9cm
综合两种情况得:4.5cm<f<7.5 cm
答案:C
例6(天津市中考试题)用一个凸透镜成像时,下面说法正确的是( )
A.实像总是正立的,虚像总是倒立的
B.实像和虚像都可能是放大或缩小的
C.成实像时,物体离凸透镜越近像越大
D.成虚像时,物体离凸透镜越近像越大
分析:做这一类题,要熟悉凸透镜成像规律.关于成像大小,也可以借助作图法来得到结论。根据凸透镜成像规律,很快排除A、B选项。C选项可根据实验结论判断,物距减小,像距变大,像变大,C选项正确。D选项可用作图法或生活经验来判断。
答案:C