题目列表(包括答案和解析)
1.成像公式.
= +
m= =
应用时要注意各物理量的符号:
焦距(f):
物距(u):
像距(v):
m为线放大率(h′为像长,h为物长),面放大率为m2.
2.光传播方向光路图
光线通过“光具”后,光路发生改变,改变后的光路是遵守光的传播规律的.因此,能正确画出光传播方向的光路图,自然反映了对光学基本规律掌握的情况,因此也是很重要的.
从图14-9中我们应注意以下几点:
图14-9
(1)画出代表性光线,不是题中给出多少光线都要一一画出.
(2)光线由光密介质射向光疏介质时,一定要注意是否可能发生全反射.
1.透镜成像光路图
透镜成像属于折射成像,因此画成像光路必然应用折射定律,确定出折射光线即可确定像的位置.但是,一般都是应用“三条特殊光线”中任意两条画成像光路,其三条特殊光线如图14-7所示.
图14-7
画出特殊光线时一定注意:(1)各种镜对光线的作用;(2)平行光轴的光线折射后折射光线通过该透镜的焦点.画成像光路图要规范,如图14-8.从成像光路中我们总结出两条“特殊线”:
(1)物点、像点、光心在一条直线上,应用这条“特殊线”可以确定镜的位置.
(2)平行光轴的光线的入射点(如图中C点)、像点、焦点在一条直线上.应用这条“特殊线”可以确定透镜的焦点位置.
图14-8(a)
图14-8(b)
根据“像”的概念,应用折射定理,确定物点发出的任意两条入射光线的折射光线,即可确定像的位置.如图14-6所示.
14-6
光在传播过程中,遇到两种介质的界面,除发生反射现象外,还可能发生折射,如图14-5所示.OB为反射光 线,OC为折射光线.
图14-5
中学阶段只研究光由真空(或空气)射向介质或由介质射向真空(或空气)时发生的折射现象.光线偏折的情况,由介质决定.描述介质对光线的这种作用的物理量称“折射率”. 一般所说的介质折射率(n)是指光由真空射向介质,该介质对真空的折射率常称为绝对折射率:
n= ①
式中c为真空中光速,v是光在该介质中的光速.
由于不同频率的光在同一介质中传播速度不同,频率越大,其速度越小,因此,在同一介质对不同频率的光折射率不同,频率大的折射率也大.
介质的折射率也可从光的入射角与折射角测得:
n= ②
由式①可知,不能认为n与i 和r有关.
从平面镜成像的光路图(图14-2)可知像的特点:
图14-2
(1)像与物以镜面为轴对称.
(2)虚像;
(3)与物体等大小.
(4)正立的;.
(5)像距和物距相等.
掌握平面镜成像特点可以确定能够观察到平面镜中虚像的范围,如图14-3所示..由图中可见,“可视范围”即是物体各点发出光线经反射后,反射光线的公共区域.画“可视范围”光路,必须如图14-3所示,如直接画出(如图14-4)是错误的.
图14-3 图14-4
2.像的位置确定
因为像一定在反射光线(或其反向延长线)上,所以根据光的反射定律确定反射光线,即确定了“像”的位 置,如图14-1(甲)、(乙)所示.
.
.
图14-1
1.“像”的概念
“物点”发出的光线经过反射面反射后,反射光线(或其反向延长线)会聚点叫这“物点”的“像点”.所有“像点”的集合即是物体的像.
反射成的“像”分“实像”(实际反射光线会聚的)和“虚像”(反射光线的反向延长线会聚).显然,“像点”必须在反射光线(或其反向延长线)上.
20.(14分)如图在广阔的宇宙空间存在这样一个远离其他空间的区域,以MN为界,上部分的匀强磁场的磁感强度为B1,下部分的匀强磁场的磁感强度为B2,B1= 2 B2=2B0,方向相同,且磁场区域足够大。在距离界线为h的P点有一宇航员处于静止状态,宇航员以平行于界线的速度抛出一质量为m、带电量-q的小球,发现球在界线处速度方向与界线成600角,进入下部分磁场。然后当宇航员沿与界线平行的直线匀速到达目标Q点时,刚好又接住球而静止,求(1)PQ间距离是多大?(2)宇航员质量是多少?
19.(13分)如图所示, 在高为h的光滑平台上放一个质量为m的小球, 另一个质量为 m的球沿光滑弧形轨道从距平台高为h处由静止开始下滑, 滑至平台上与球m发生正碰, 若m= m, 求小球m最终落点距平台边缘水平距离的取值范围.
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