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2026高中物理光学单元:概念规律方法+例题错解分析

2026-03-19 17:00:13综合与其它0

第13单元,光学xtU物理好资源网(原物理ok网)

内容和方法xtU物理好资源网(原物理ok网)

本单元内容涵盖光直线传播,棱镜,光色散,光反射,光折射,法线,折射率,全反射,临界角,透镜〔凸、凹〕,焦点,焦距,光干预,光衍射,光谱,红外线,紫外线,X射线,γ射线,电磁波谱,光电子,光子,光电效应等基本概念,以及反射定律,折射定律,透镜成像公式,放大率计算式,光波粒二象性等基本规律,还有光本性学说发展简史。xtU物理好资源网(原物理ok网)

本单元所涉及的方法有,通过运用光路作图之法来理解平面镜成像原理,运用光路作图之法去理解凸透镜成像原理,运用光路作图之法领会凹透镜成像原理,并且能够运用作图法去解答题目,依据透镜成像规律,运用逻辑推理办法判断物象变化情形。xtU物理好资源网(原物理ok网)

例题分析xtU物理好资源网(原物理ok网)

对于本单元知识运用环节,刚开始学习的新手常常出现各种问题,具体体现为,解题操作流程不符合规范因而致使计算出现差错,把几何光学和物理光学进行综合运用时概念存在偏差,并且不擅长通过光路图来针对动态过程予以解析。xtU物理好资源网(原物理ok网)

当光从玻璃射进空气之中时,其传播方向为如图13,l所展示的样子,请于图里标记出入射角以及折射角。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】错解,xtU物理好资源网(原物理ok网)

如图13,2所示,α为入射角,β为折射角。xtU物理好资源网(原物理ok网)

错解原因之一在于,受到了思维定势的影响,没有加以分析就认定玻璃与空气一直是上下接触的,其二是对于光折射及其规律没有完全理解透彻,把题设文字条件跟图形条件结合起来进行分析的能力较差。依据光折射规律2026高中物理解题题典,当光从水或者玻璃等透明物质射进空气里的时候,折射角是大于入射角的,题设文字条件是“从玻璃射入空气”,所以折射角大于入射角,再结合题设所给出的图形,能够知道CD是界面,AB是法线。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

看那图 13,3 啊,其中α′是作为了入射角,而β′呢是折射角,这里要注意啦,CD 的左面部分是玻璃材质,右面部分则是空气。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

解光折射现象题目时,首先要对光线的情况作出判断,即光线是从光疏媒质进入光密媒质,还是光线是从光密媒质进入光疏媒质。为保证每次做题时不忘判断,建议同学们在做光折射题时,先画出光路图,标出入射光线方向,再标出入射光线方向,还要在界面处标出哪一个是光密媒质,哪一个是光疏媒质,之后再解题。xtU物理好资源网(原物理ok网)

一束白光,从玻璃之中,朝着稀薄空气里面射进去,玻璃的折射率是1.53,当入射角是以下两种情形的时候,求光线的折射角分别是多少。xtU物理好资源网(原物理ok网)

〔1〕入射角为50°xtU物理好资源网(原物理ok网)

〔2〕入射角为30°xtU物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】错解,xtU物理好资源网(原物理ok网)

r=30°3′xtU物理好资源网(原物理ok网)

r=19°4′xtU物理好资源网(原物理ok网)

在此种解法里面,并没有首先去严谨地剖析判断光线究竟是从那种光疏媒质进入到光密媒质之中,还是从光密媒质进入到光疏媒质里面,会不会产生全反射这种情况。反而是机械性地套用公式,进而引发错误。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

光线从玻璃之中射进空气里面,属于是从光密媒质射向光疏媒质,它的临界角是。xtU物理好资源网(原物理ok网)

从条件能够知道,当i等于50°时,i(A),因而光线会发生全反射,无法进入到空气中。当i为30°的时候,(i)A,光会进入到空气中,出现折射现象。xtU物理好资源网(原物理ok网)

r=49°54′xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

解光折射现象题目之时,首先是要做出判断,判断光线究竟是从光疏媒质进入光密媒质,还是光线是从光密媒质迈向光疏媒质,这种情况。要是属于前者,那么i(r);要是属于后者,那么i,r。其次,要是从光密媒质进入光疏媒质当中,也是存在发生全反射现象的可能性的,还得再去判断入射角是不是大于临界角,以此明确有没有折射现象。xtU物理好资源网(原物理ok网)

如图13,4所示,有一个放在空气中的、折射率为n的平行玻璃砖,其外表M和N是平行的,(P)Q两个面相互平行且与M、N垂直,一束光射到外表M上,(光束不与M平行),那么。xtU物理好资源网(原物理ok网)

A,如果入射角大于临界角,光在外表M发生全反射。xtU物理好资源网(原物理ok网)

B,无论入射角多大,光在外表M都不会发生全反射。xtU物理好资源网(原物理ok网)

C,光可能在外表N发生全反射。xtU物理好资源网(原物理ok网)

D.因为M和N处于平行状态,所以光线一旦通过M,便绝对不可能在N的外表发生全反射。xtU物理好资源网(原物理ok网)

有着这样一种情况存在错解分析部分,错解的情况是,光束从空气当中射到了玻璃砖外表M之上,这是属于由光疏媒质到达光密媒质的情形,这样的情况下是不可能发生全反射现象的,然而从外表N射出到空气里,这属于从光密媒质到光疏媒质的状态,此时光就有可能发生全反射,鉴于此应从选项之中选B,并选C。xtU物理好资源网(原物理ok网)

机械地记住,光从光密媒质到光疏媒质时,可能发生全反射,却不具体去分析,光通过外表M后,射到N外表的光线,其入射角大小是否大于临界角,进而错选C。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

如图13 - 5所呈现那般,光照射到外表M位置,此时入射角为i(i不等于90°)物业经理人,并且产生了折射角为r。xtU物理好资源网(原物理ok网)

面N,因xtU物理好资源网(原物理ok网)

MNi′=rC。即光只要通过M即不可能在外表N发生全反射。xtU物理好资源网(原物理ok网)

假设光通过M,先射到MN面,然后再射到P面,〔这里有图13,6〕,同样能够证明,经P面能够发生反射,反射光线射至N面的时候,由几何关系能够证明入射角i′,等于rr′,而rr′等于i样。xtU物理好资源网(原物理ok网)

不可能发生全反射。故应选B,D。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

同一个初设条件,兴许会存在若干个不一样的结果。这是针对考生思维能力所展开的考察。在这道题里,当光线照射到M上时,便会发生折射现象。以A作为分界点,入射点处于AC之间,光线必然要先抵达P界面,故而必定得先探讨光线在P界面上的表现。光线在P界面肯定会出现反射现象,是否会发生折射,得看入射角是不是大于临界角。鉴于此问题和本题并无关联,所以能够不做讨论。要是试题提及光线在P界面的表现时,那就得认真进行讨论。结论是,入射到M面的光线入。xtU物理好资源网(原物理ok网)

例4,如图13 - 7所示,P是发光点,MN是平面镜,那么,在MN与P之间放置了不透明挡板Q之后,像的亮度变化情况是(填写“变亮”或者“变暗”或者“不变”)。xtU物理好资源网(原物理ok网)

把这样的情况拿来错解分析,错解的情况是,在MN和P之间放置了不透明的挡板Q以后,必然会致使从P点发出光被挡板挡住一部分,所以像的亮度将会会变暗。xtU物理好资源网(原物理ok网)

将选错同学的情况,是把此类问题,与在发光点S跟透镜之间放置一挡板的情形,混为一谈了。假设它是凸透镜,如图13(8),发光点S所发出的那部分光线,且是到达凸透镜上的,经折射后必定全部相交于实像点S,而当如图13 - 9所示的凸透镜下半部分,或者是其上任何一部分,放上挡板B后,S发出并标点符号。xtU物理好资源网(原物理ok网)

而且,当光线抵达挡板B时,它就会被反射以及吸收,无法透过凸透镜进而经过折射到达实像点S,从而致使光线相交于S。xtU物理好资源网(原物理ok网)

有22个像点,光线大大减少了,很明显是因为放上了B,S点变得暗了,然而平面镜却并非如此。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

和其他情况不一样的是,在图13 - 10里,发光点P在平面镜中形成的是虚像点P。眼睛能够看到P,是由于P发出的光线,在平面镜MN上产生反射,并且进入了人的眼睛。人依照平时养成的观察习惯,顺着进入眼睛的这些反射光线的反向去看,看到镜后的虚像点P,(P)是进入人眼睛光线的反向延长线的相交点,很明显,P像点的亮度取决于在眼睛处于某一位置进行观察时,进入其中的光线的数量以及光线的强弱程度。xtU物理好资源网(原物理ok网)

呈现出来的图是(13 - 10)那样的,当不存在放置挡板这种情况的时候,眼睛处于MN以及M,N′所围绕起来的空间范围以内,都是能够看到P′的。xtU物理好资源网(原物理ok网)

1111xtU物理好资源网(原物理ok网)

当放上挡板之后,在图中存在着阴影局部,该阴影局部处于A区域或者B区域内,这里所说的A区域或者B区域,是指在MN和MN与M′N′和M′N′他们所包的范围之中。xtU物理好资源网(原物理ok网)

将挡板放置于特定围区域,进入眼睛的光线,其多少强弱,与未放入挡板的时候相比较,保持不变。这是由于,在没有放上挡板时,通过挡板所在位置的那局部光线,经过平面镜之后,同样无法进入处于A、B区域内的眼睛,如此一来,对于进入A、B区域内的光线,其多少与强弱,并不能起到任何贡献。换句话讲,挡板放上之后,对于在A、B区域内的眼睛,能否看到像以及看像的亮度,都不会产生任何的影响。当然,在这个时候,A、B区域之外,再也看不到P像点P′。xtU物理好资源网(原物理ok网)

所以,于发光点跟平面镜之间放置不透明挡板之后,察觉到像的亮度是没有改变的,而改变的是像的观察范围,并且是显著变小了。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

几何光学将光理想化成为光线,运用几何方式研究光在介质里的行为,总结得出光直进、反射以及折射这三大规律,故而运用几何光学规律去解决实际问题时,应当先画出光路图,之后再进行具体的分析,这不但成了按照规律办事的起码要求,而且还是确保做题正确无误的有效手段。xtU物理好资源网(原物理ok网)

如图13,11所示,存在一个属于光学实验器材的长方形玻璃砖,其内部含有一个呈现凸型的空气泡,有个学生运用这个玻璃砖开展光学实验,当一束平行的光束穿过该玻璃砖时,光于空气泡里所发生的现象是。xtU物理好资源网(原物理ok网)

A,这一平行光束在空气泡中将不改变原来方向。xtU物理好资源网(原物理ok网)

B,这一平行光束在空气泡中将发生会聚。xtU物理好资源网(原物理ok网)

C,这一平行光束在空气泡中将发生发散。xtU物理好资源网(原物理ok网)

D,无法确定。xtU物理好资源网(原物理ok网)

2026高中物理解题题典xtU物理好资源网(原物理ok网)

存在错解分析,不少学生看到里面是呈一种凸型的气泡,就觉得光线经过时如同是凸透镜,所以最终会成为一束实现会聚的光线,进而选择了B。xtU物理好资源网(原物理ok网)

对透镜所起的作用并不清楚,并不是依据相关原理来判断,而是单纯凭借镜子的形状去判定对光线作用的种类,觉得凸型的空气泡跟平常使用的玻璃凸透镜形状是相同的,于是就认定空气泡透镜对光线的作用和玻璃透镜的作用效果是一样的。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

试想一下,在图13,12里,沿着AB这个方向,把玻璃砖平均分成两份,进而就成了图13,12里的那种情况,很明显这束光经过的是一个凹透镜。依据光学方面的知识能够知道,凹透镜对于光线有着使光线发散的作用,那么平行的光束在空气泡当中将会出现发散的现象,所以应该选择C。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

更根本的方法是画一条入射光线到空气透镜的前外表,通过作图法来判断光线经过透镜之后的行为。光线从玻璃进入空气,这是由光密媒质进入光疏媒质,此时折射角大于入射角,折射光线会远离法线,出射光线是发散的。可见“凸透镜对光线的作用是会聚”这个结论是有条件的。这个条件是透镜材料的折射率大于周围环境的折射率。xtU物理好资源网(原物理ok网)

例6,用一个放大镜去观察细小物体,物体距离镜子2厘米远的时候,会看到一个将物体放大3倍的像,那么求这个放大镜的焦距是多少呢。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】错解,xtU物理好资源网(原物理ok网)

v=mu=3×2 6(c m)xtU物理好资源网(原物理ok网)

对于题目里所给出的条件,分析得不够充分,题目之中“通过放大镜看到一个像”这样一句话,属于隐蔽的条件,它暗示了像和物处于同侧,这表明成的是虚像,也就是像距为负值。然而此解法恰恰没有留意到这一点,而是没有进行分析就当作实像来处理,简单地代入公式去求解,从而出现了问题。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

由于像与物在放大镜同一侧。 因此,是一个虚像, v为负值。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

把胸有成竹说成是在没画之前,画家的头脑当中反而会有一幅鲜活生动的情境。理解题意跟看待画画的道理彼此相同,当看到一个物理方面的问题时,首先要把用文字表述的物理情境在脑海里想象出来,之后再进一步去解答题目。对于这道题目而言,要是先按照题意画出一幅光路图,那么就会对像距的虚实情况一下子看得清清楚楚了。xtU物理好资源网(原物理ok网)

对于例7而言,存在一个高9cm的物体,处于凸透镜前的某一个位置时,在屏上能够得到一个高3cm的像。之后,将这个物体朝着透镜移近50cm,此时得到的放大率是3,并且是正像。要求出此凸透镜的焦距。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】错解,xtU物理好资源网(原物理ok网)

假设有这样一个凸透镜,它的焦距被设定为f ,在第一次成像的时候,物体到凸透镜的距离是u1 ,所成的像到凸透镜的距离为vl。而两次成像所对应的放大率分别是K1和K2。依据成像公式。xtU物理好资源网(原物理ok网)

把两次成像都当作实像处理,上述解法如此这般不加分析地进行,进而得出了错误结果。【正确解答】。xtU物理好资源网(原物理ok网)

由透镜成像公式xtU物理好资源网(原物理ok网)

第一次成像为实像xtU物理好资源网(原物理ok网)

第二次成像为虚像xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

运用透镜成像公式之际,务必要留意判定像的性质,假定像距v(0)是实像,假定像距v(0)是虚像。若想避免出现类似此题的错误,就得在审题方面狠下一番功夫,就得在理解词语物理意义上面动一番脑筋。此题文中所言,“在屏上得到高3cm像”,那么这个像必定是实像。题文中又提到,“将此物向透镜移近50cm时,那么得放大率是3正像”,这段话里,像前面有定语“正”字,其物理意义是“成虚像”,像距应当取负值。xtU物理好资源网(原物理ok网)

一般常见描述像性质定语、状语有,xtU物理好资源网(原物理ok网)

比如定语,有实像,有虚像,有正像,有倒像,有放大像,有缩小像,有放大倒立像,有放大正立像,有缩小正立像,有缩小倒立像等等。xtU物理好资源网(原物理ok网)

好像是状语,仿佛是与物处于相同一侧,似乎是与物处于不同一侧,成像的情况是在焦点以外,成像的情形是在焦点以内等等。xtU物理好资源网(原物理ok网)

把这些修饰词的物理含义,准确地进行再现,才可以正确地去理解题意,进而防止犯一些诸如“没看清楚题意”之类的,低级错误。xtU物理好资源网(原物理ok网)

例8(1989年高考题),将一个点光源放置于焦距为f的凸透镜焦点之上,于透镜另一侧2倍焦距之处放置一个垂直于主轴的光屏,在光屏上能看到一个半径为R的光亮圆。现维持透镜和光屏保持不动,然而在主轴上进行移动。xtU物理好资源网(原物理ok网)

位置xtU物理好资源网(原物理ok网)

上,xtU物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】错解,xtU物理好资源网(原物理ok网)

亮斑,如xtU物理好资源网(原物理ok网)

图13,13所示。亮斑位置和物距不满足透镜成像公式。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

因为处在焦点点光源发出光线, 经透镜折射后平行于主轴。 所xtU物理好资源网(原物理ok网)

像前(图xtU物理好资源网(原物理ok网)

物体处于某一位置时,光线经过透镜后,可能出现这样的情况,光线会在某一处会聚成像之后形成特定的图形,这个图形就如同图13 - 14所展示的那样,所以呢,依据图13 - 13呈现出的几何关系能够知道v等于4f,然后再通过透镜成像公式就可以计算得出。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

画出光路图,才能正确求解几何光学题。xtU物理好资源网(原物理ok网)

例9,于1993年时候的高考题,有一个人,透过了一个焦距是10cm、直径为4.ocm的薄凸透镜,去观看方格纸,方格纸每个方格的边长都是0.30cm,这个人让透镜的主轴跟方格纸处于垂直状态,透镜和纸面之间的距离是10cm,眼睛处在透镜主轴上,离透镜的距离是5.0cm,那么请问,他最多能够看到同一行上面几个完整的方格呢。xtU物理好资源网(原物理ok网)

错解分析,错解是,不少人觉得,和主轴垂直且位置在焦点方格纸处,经过透镜无法成像,又或者说像成在无穷远处,由此得出位于主轴上离透镜5.0cm处人眼看不到方格纸,进而得出此题无解的错误答案。xtU物理好资源网(原物理ok网)

处于焦点的方格纸无法成像,或者说成像是在无穷远,此结论是正确的。然而,绝不能据此推出人眼看不到方格纸,或者此题无解的结论。人眼同样是一个光学器件。平行光透过眼睛晶状体在视网膜上成像成一个点。比如人们戴上老花镜,这儿的老花镜也就是薄凸透镜,完全能够清晰地看见处于老花镜焦点部位的物体。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

在人眼借助透镜得以看到方格纸这一生活语言向物理语言转化而言,应是方格纸所射出光线,历经透镜折射之后能够进入人眼。依据光路可逆原理,我们又将方格纸射出光线,穿过透镜折射后能进入人眼转化成从人眼所在之处发出点光源光线,经过透镜折射后,会在方格纸上形成亮斑 ,亮斑大小取决于透镜大小、像距以及屏位置 ,如图13、15所示 ,其中像距可通过透镜成像公式予以求得 ,即。xtU物理好资源网(原物理ok网)

由图中几何关系可得,亮斑直径为,xtU物理好资源网(原物理ok网)

进而可求得亮斑直径上完整方格数为,xtU物理好资源网(原物理ok网)

也就是说,人眼透过透镜至多能看到同一行方格数为26。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

将题目所表达的具体问题转化为一种物理模型,以此来理解题意,这比解题更为重要。当年,不少考生失分,原因就在于读不懂题。 读不懂题 ,是因为 没能把题目所表达的具体问题转为一种物理形状。 句号。xtU物理好资源网(原物理ok网)

例10,如图13 - 16所示,在焦距是10cm的凸透镜焦点上存在点光源S,且假设要使透镜以垂直于主光轴并且过光心的直线作为轴转过37°,其中sin37° = 0.6,cos37° = 0.8。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】存在错解,当透镜转动之后,发光点到透镜的距离,呈现出这样的情况,u等于f乘以cosθ,其结果为8厘米。xtU物理好资源网(原物理ok网)

由透镜成像公式,xtU物理好资源网(原物理ok网)

所以像物间距离xtU物理好资源网(原物理ok网)

针对透镜成像公式里的物理量,也就是物距u、像距v、焦距f,对这些概念的理解存在欠缺。u(v)f都应当是物体垂直于透镜的距离,并非是到透镜光心的距离。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

在透镜成像公式里,u、v、f 都不是物到透镜光心的距离,而是物垂直于透镜的距离。透镜转动之后,所得的像距是相对于新透镜位置的垂直距离。根据透镜成像规律可知,该像依旧在原主光轴 MN 上。如图 13 - 17 所示,像离光心的距离。xtU物理好资源网(原物理ok网)

所以像物间距离,xtU物理好资源网(原物理ok网)

L v′ -u=40(cm)xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

从这道题的正确与错误情况相互比较当中,我们察觉到根本概念务必精准无误。我们还察觉到主轴所发挥的作用。物距、像距都能够先把物点、像点投射到主轴之上,投影点到光心的距离便是物距、像距。要是在转动透镜的同时也转动主轴,并且把发光点投影到新的主轴之上,就如同下面所展示的M′N′。xtU物理好资源网(原物理ok网)

2026高中物理解题题典xtU物理好资源网(原物理ok网)

新物距系借助几何关系予以求出,对新物理情境的调查研究已完成,解决问题的方法随即拥有。xtU物理好资源网(原物理ok网)

当运用凸透镜去成像之时,在物体自极为遥远之处顺着主轴朝着透镜进行移动的时刻,像朝着哪个方向去移动,像移动的速度跟物体移动的速度相比又是如何。xtU物理好资源网(原物理ok网)

有着这样一种情况,是关于错解进行分析的,存在错解,通过凸透镜成像实验得出的结论是,当物体从距离非常远的地方沿着镜轴朝着透镜移动的时候,像会从透镜朝着远离透镜的方向行进,其移动的速度和物体移动的速度是相同的。xtU物理好资源网(原物理ok网)

上述解法存在错误的地方在于,对于成像过程仅仅有着外表的、局部的那些认识,然后想当然地就得出了对应的结论。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

在凸透镜成像的讨论当中,透镜的焦点之处以及二倍焦距的地方是转折点,需要仔细地去观察实验所得到的结果,认真地展开分析,千万要忌讳片面。像移动的速度跟物体移动的速度进行比较,是由像移动的距离和物体预期要移动的距离的比值来决定的。xtU物理好资源网(原物理ok网)

藉由实验知悉,物体从极远之处顺着镜轴朝透镜移动时,需要划分成三个阶段予以探讨。xtU物理好资源网(原物理ok网)

物体从距离凸透镜非常远处朝着二倍焦距的位置移动,像在透镜另一侧,从零焦距的地方朝着二倍焦距的地方移动,在这个时间段内,像移动的速度比物体移动的速度要小。xtU物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体从凸透镜二倍焦距的地方开始移动,朝着焦点的方向移动,像则从透镜另一侧二倍焦距的位置开始移动,朝着极远的方向移动,在这个区间之内,像移动的速度比物体移动的速度要大。xtU物理好资源网(原物理ok网)

从凸透镜焦点之处开始2026高中物理解题题典,物体朝着透镜光心行进时,此刻像与物同处于左侧,是放大的且为虚像,像是向着远离透镜侧移动,其移动速率远超物体移动速率。xtU物理好资源网(原物理ok网)

一个焦距是f的凸透镜,其主轴跟水平方向的X轴相重合,在X轴上面有一个光点处于透镜的左侧,该光点到透镜的距离比f大但比2f小,假定把这个透镜沿着X轴朝着右边平移2f的距离,那么在这个过程当中,光点经过透镜所成的像点将会。xtU物理好资源网(原物理ok网)

A,一直向右运动。xtU物理好资源网(原物理ok网)

B,一直向左运动。xtU物理好资源网(原物理ok网)

C,先向左运动,接着向右运动。xtU物理好资源网(原物理ok网)

D,先向右运动,接着向左运动。xtU物理好资源网(原物理ok网)

错解分析,存在这样的错解,原因是透镜沿着X轴向右进行平移,进而使得物距增大,因为凸透镜是确定的,所以焦距必然是一定的,又因为物距增大了,那么像距肯定减小,透镜向右移动,能够等效为镜子不动而物体向左移动,物像应该是同方向移动的,所以像也应该向左移动,于是就选B。xtU物理好资源网(原物理ok网)

物像朝着相同方向移动的规律,仅仅适用于镜子保持不动,而物体发生移动,或者像出现移动的这类问题。然而,这次的题目情况是物体保持不动,而是镜子发生了移动。倘若再运用常规的解题方式,就会产生问题。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

依据物体间距变化规律来解析,此题目瞬间能够从困难转向容易,依照给定题目条件加以考量,在透镜朝着右面移动了两倍焦距的距离这个过程当中,物点同透镜之间的距离是从大于焦距且小于两倍焦距开始增大至一倍焦距,然后又增大到大于两倍焦距,如此一来物像间距应当先是变小而后才增大,鉴于物点处在静止的不动的状态,所以像点应该先是朝着左面移动,紧接着朝着右侧移动,从而得出正确答案是C。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

这个题目向我们传达了这样的信息,要是不管适用的条件,就盲目照搬之前做过题目的解法,采取“以不变应万变”的方式,那可是会误事的。我们需要全面地去分析问题,运用物像之间变化的规律进行分析,在透镜成实像的这种情形下,当物距u从∞变化到2f的这个过程中,因为m(1)像的速度小于物体移动的速度,所以物像之间的间距变小,当物距u从2f变化到f的过程中,由于m (1)像的速度大于物体的速度,物像间距就会变大,在u等于2f的时候,v等于2f,此时物像间距有着最小值是4f。先是掌握了上述所说的规律,进而在此基础上,不但进一步加深了对于透镜成像规律的理解,而且还能够更方便地去求解一些光学方面的问题。xtU物理好资源网(原物理ok网)

如图13、18所示,存在一线状发光物体AB,其中A端恰好处于焦距为f的薄凸透镜前主光轴上2倍焦距的位置,AB与主光轴形成α角,AB、A′B′形成β角,那么β和α的大小关系是怎样的呢。xtU物理好资源网(原物理ok网)

A, β,αxtU物理好资源网(原物理ok网)

B, β,αxtU物理好资源网(原物理ok网)

C, β,αxtU物理好资源网(原物理ok网)

D, 无法确定。xtU物理好资源网(原物理ok网)

错解分析,错解,依据凸透镜成像规律,当物距成为u等于2f 时,如此一来像距v就等于2f ,假设物距u处于2f 呢,那么像距就是f到2f 的范围,并且成缩小的像,所以A发光点在2f 的位置上,那么通过透镜之后必定经过主光轴上距离透镜2f 的A′ ,发光体B点在2f 之外,这么经过透镜以后,可得像点B′。xtU物理好资源网(原物理ok网)

轴靠近了,而且处于离镜2f、f之间,像A′B′,β同一作为与AB跟主光轴所形成夹角α,鉴于几何关系不清晰,没有办法就此判决,应当选择D。xtU物理好资源网(原物理ok网)

只是记住了凸透镜成像规律,进行机械性使用,却不清楚凸透镜成像原理,所以不能灵活地去分析,也不能正确地画出成像图,这便是造成错解的原因。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

我们借助一条特殊光线来开展巧解,这是人所共知的,凸透镜成像时,当物距u等于2f时,对应的像距v等于2f,所以,从凸透镜主光轴上发光点A发出一条光线AC,其中A距离透镜2f,该光线AC与BA在同一条直线上,光线AC经过透镜后变为光线CC′,从2fA′B发出光线BC,光线BC经透镜后必然是光线CC′,B点对应的像点是B’,CC′,CC′,A′经过B′,CC′,B′A′,如图13,19所示。在直角三角形COA′里,它是直角三角形,在直角三角形COA中,同样是直角三角形,其中,CO与OA′的关系是,CO OA′等于OA。xtU物理好资源网(原物理ok网)

OAC=θxtU物理好资源网(原物理ok网)

∴β=θ,α 。xtU物理好资源网(原物理ok网)

顺便指出,此题中B, OB′xtU物理好资源网(原物理ok网)

用波长是0.65μm 的红光来举例,此红光由空气进入到水中,水针对于空气存在着为1.33 的折射率。计算该光于水中的波长,并且判定在水中此光的颜色是什么。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【错解分析】错解,xtU物理好资源网(原物理ok网)

得波长xtU物理好资源网(原物理ok网)

0.49μm光是蓝色。xtU物理好资源网(原物理ok网)

光在水中波长为0.49μm,通过上述方法求出来是正确的,然而,用光谱表去查光的颜色,却出现了错误,人眼对于光的颜色觉察,取决于光的频率,而非波长。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

当光从一种媒质进入到另一种媒质的时候,波长发生了变化,波速也跟着相应地变化了,然而它的频率却是不变的。所以在水中这种光依旧是红色的。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

物理规律的因果关系存在着条件,在记忆规律的时候,应当首先弄清楚规律得以成立的条件。只要是波,不管是机械波还是电磁波,只要振源的频率保持不变,那么波的频率就不会改变。xtU物理好资源网(原物理ok网)

例15 (1981年高考题)一光电管阴极用极限波长λxtU物理好资源网(原物理ok网)

=5000 钠制成。用波长λ=3000xtU物理好资源网(原物理ok网)

阴极被紫外线照射,在此情况下,光电管阳极A和阴极K之间存在电势差u,其值为2.1V,并且光电流已达到饱和值I,该饱和值为0.56mA。xtU物理好资源网(原物理ok网)

(l)求每秒内由K极发射电子数。xtU物理好资源网(原物理ok网)

(2)求电子到达A极时最大动能。xtU物理好资源网(原物理ok网)

若电势差U保持不变,照射光强度增加到原来的3倍,在这样的情况下,此时电子到达A极时的最大动能是多少呢,(普朗克恒量h等于6.63×10 -34J·s ,e等于1.6×10 -19C)?xtU物理好资源网(原物理ok网)

【错解剖析】错解,(1)鉴于Q等于It,因而t等于1秒之内发射电子的数量为。xtU物理好资源网(原物理ok网)

依据爱因斯坦光电效应方程能够知晓,于阴极K那儿逸出的电子,其最大动能是。xtU物理好资源网(原物理ok网)

当光的强度增加到过去所具有的数值的三倍的时候,电子抵达A极时,其最大动能也变成了原先的三倍。xtU物理好资源网(原物理ok网)

对于这道考题,有不少考生,仅仅求出了阴极K逸出电子的最大动能,却没有按照题意所要求的那样,进一步去计算出到达A极的动能。在计算的时候,埃作为长度单位,是应该化成国际单位然后再进行计算的。依据光电效应现象的特点,逸出光电子的动能仅仅和入射光的频率有关系,和入射光的强度并没有关系,所以第三问中最大动能是不变的。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【正确解答】xtU物理好资源网(原物理ok网)

(1)每秒内由K极发射电子数xtU物理好资源网(原物理ok网)

(2)由爱因斯坦光电效应方程得xtU物理好资源网(原物理ok网)

按照动能定理来看的话,处于阴极K位置的电子从中逸出之后,会经过电势差是u的电场从而得到加速,然后抵达A极时体现出来的最大动能为。xtU物理好资源网(原物理ok网)

(3)当光的强度增加到原来数值的三倍的时候,电子抵达A极时的最大动能保持不变。xtU物理好资源网(原物理ok网)

【小结】xtU物理好资源网(原物理ok网)

此题第一问,是力学跟爱因斯坦光电效应方程相融合的综合题,在做题以前,一定要掌握光电效应的整个过程,只有理解了光电效应实验现象发生的整个过程,也就是大于极限频率的光照射在阴极上,光子激发出光电子,光电子在电源形成的电场作用下加速或者减速,然后打在光电管阳极上,形成回路中的光电流,才有可能理解题目所要求的内容,进而加上电场加速那一步的计算过程。xtU物理好资源网(原物理ok网)