巧用“对比”学光学

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


  一个物理现象或者一个物理事实,当它孤立地出现时,我们认识它的特点和本质时,会感到困难。“对比”法是物理学习的重要方法之一,它通过对两个研究对象的对照、比较,了解它们之间的联系和区别,突出它们各自的特征,强化对它们的理解和记忆。当把相近的或者相反的物理现象一起呈现,找出它们的共同点和不同点,找出它们的区别和联系,就会比较深刻地理解它们的特点,洞察它们的本质。

  通过“对比”,只要对其中一个有所了解和理解,根据“相反相成”的道理,对另一个知识也就容易掌握了。下面对初中光学进行一些“对比”。

  一、规律对比----光的反射定律与光的折射规律:

  光的反射定律指出:反射光线与入射光线、法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。

  光的折射规律则指出:光从空气斜射入水或其它介质中时,折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居在法线的两侧;折射角小于入射角;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。

  两者“对比”,前两点是共同点:第一点谈三线共面,第二点讲两线分居。区别在于第三点:角之间的关系,反射中是两角相等,而折射时要认清入射的介质。折射规律还多了一点,即折射时的一种特殊情况?光线垂直入射。只要我们掌握了前者,后者则容易理解和记忆了。

  二、元件对比:

  (一)     凸面镜与凹面镜:

  二者都是面镜,都只能反射光线,但前者是用球的外表面作发射面,后者是利用球的内表面作发射面;前者的作用是发散光线,即把平行入射的光线变成发散光线,后者的作用是将光线会聚能够将平行光线会聚于焦点,能够把从焦点发出的发散光线变成平行光线。

  (二)     凸透镜与凹透镜:

  两者都是透镜,都利用了光的折射作用,但前者可以把光线会聚于实焦点,可以成像;而后者只能发散光线,其发散光线的反向延长线能够交于虚焦点。

  三、仪器对比:

  (一)照相机与幻灯机:

  这两种仪器的主要光学元件都是凸透镜,都是利用凸透镜形成倒立的实像,物距都要大于一倍焦距。

  它们的区别在于:照相机是将远处物体在底片上形成倒立缩小的实像,因此要求拍摄的景物到照相机镜头的距离在两倍焦距以外;而幻灯机是将图片等在屏幕上形成倒立放大的实像,因此要求放映的图片(幻灯片)到镜头的距离在凸透镜的一倍焦距到两倍焦距之间。

  (二)显微镜与放大镜:

  都是利用凸透镜工作的光学仪器,都要求物体到凸透镜的距离在焦距以内,都能够把物体放大。只不过前者放大的对象是细小物体(人的肉眼不能看到的),而后者放大的对象为人眼能够看到的物体;前者中有两个凸透镜,而且还包含着一个“放大镜”,另一个则相当于幻灯机中的凸透镜。后者只有一面凸透镜。

  四、现象对比----实像与虚像:

  大家知道,平面镜只能成虚像,而凸透镜既可以成实像,又可以成虚像。那么像是怎样形成的呢?

  原来物体是由无数个点组合而成的,这些点或者本身发光、或者反射光。物体上的每一个点我们叫它物点,从物点发射的光束(这些光束是发散的)经平面镜或透镜的反射折射,形成相应的像点,这些像点就组合成了物体的像。

  从物点向光学器具发射的光束如果被光学器具会聚于一点,则该点就是实像点,此时物体上各个物点发的光就形成了整个实像。

  如果从物点向光学器具发射的光束经过光学器具后,仍然是发散的,但这一束光的反向延长线会交于一点,这个交点就是虚像点,此时物体上各个物点发的光就形成了整个虚像。


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