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时间:2018-10-24
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1、谈初中物理光学作图的技巧 摘要:光学作图问题是近几年的中考物理常见题型,同时,它也是反映学生对光学知识理解和掌握程度一种训练方式。因此,在这部分教学中,教师有必要针对平面镜成像、光的反射、光的折射、凸透镜成像等作图问题,对学生进行系统化地训练。 关键词:初中;物理;光学;作图 初中八年级将要学习《多彩的光》,这是学生初次接触光学知识,也是第一次接触物理作图。光学作图,既可以反映学生对光学知识的理解和掌握程度,提高学生对光学知识的理解和应用能力,更有助于提高学生物理作图的能力。因此,我们有必要,在这一章的学习将要结
2、束时,针对光学作图问题对学生进行训练。 在训练之初,也是在学生刚开始接触物理作图的时候,我们首先要对学生进行严格要求,讲清楚作图要领。光学作图,是学生最早接触的物理作图问题。若能在这个时候养成好的作图习惯,对学生以后画力的示意图、杠杆示意图、滑轮组、电路图、电磁现象图等都将有很大的帮助。很多学生会觉得简单,无非就是几个点、几条线罢了。其实,光学作图时,点的位置、线的虚实、线段的长短及方向的起止都很有讲究。正所谓,工欲善其事必先利其器,选择合适的作图工具也很重要,铅笔、直尺和圆规的规范使用一定要严格要求,切不可图个方便
3、,随手而画。在这里,教师更要注意规范的板书演示,给学生做好榜样。 光学作图问题可分为反射、折射和凸透镜成像三大类,不管是哪种作图问题,首先都要熟练掌握好光在各种情况下的传播规律。下面,我就谈一谈怎样结合习题训练学生的光学作图技巧。 一、光的反射作图 光的反射规律是:反射光线与入射光线和法线在同一平面内;反射光线与入射光线分居法线两侧,;反射角等于入射角,通常情况下,法线的确定是解题的关键。在教学中,我选择了以下类型题: 1.已知入射光线(或反射光线),画出反射光线(或入射光线) 解题技巧:这类题比较简单,解题
4、顺序是先画“法线”,确认入射角或反射角,再画出另一条线。(如图1) 2.已知入射光线和反射光线,确认平面镜位置 解题技巧:先找出入射光线和反射光线的夹角的角平分线,即“法线”。然后过入射点作法线的垂线,即平面镜的所在位置。 例1:如图2所示,用一平面镜将与水平方向成30°角的阳光反射进井底。在图中画出平面镜的位置。 解析:解这道题需要画出法线。那么首先依据题意画出反射光线1,然后画出入射光线和反射光线夹角的角平分线2,也就是法线。最后,作垂直于法线2的平面镜3。见图3。 3.已知光源和反射光线经过点,画出光的
5、传播途径 解题技巧:根据平面镜的成像原理,反射光线的反向延伸线必经过虚像点。 例2:图4中,S是点光源,下方有一平面镜,若反射光线过P点。请画出光路图。 解析:由于此题无法确定入射点,因而直接画出光路图有一定的困难。可先通过平面镜成像特点确定像点,再根据平面镜成像原理作图。见图5。 二、光的折射作图 光的折射规律是:折射光线与反射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;光从空气斜射入水或玻璃,折射角小于入射角;光从水或玻璃斜射入空气,折射角大于入射角;光垂直入射时,传播方向不变。在教学中,我选
6、择了以下类型题: 1.已知入射光线(或反射光线),画出折射光线 例3:如图6甲所示,有一束由空气射入水中的光,请画出反射光线和折射光线。 解析:“法线”还是解题的关键,作出“法线”以后,依据折射规律,确认折射角并画出折射光线。如图6中乙。 2.已知眼睛和观察对象位置,画出光的传播路径 解题技巧:折射现象中,无论光从哪种介质中射入,总是在空气这一侧的角大,又称“斜角空气大”。 例4:如图7所示,潜水员的眼睛在水下A处。B点有条小鱼,C点有只小鸟。请作出潜水员观察小鸟和鱼的光路图。 解析:潜水员在水下看到了鸟
7、和鱼,实质是因为B、C两点有光线传到A点。由于A、B两点同处于水中,光沿直线传播;光从C处传播到A处,是光的折射,可按照“斜角空气大”的规律作图。得到图8。 三、凸透镜、凹透镜对特殊光线的作用 透镜对光线的影响作用是:平行于凸透镜主光轴的光线经折射后过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。平行于凹透镜主光轴的光线经折射后反向延长线过焦点;延长线过焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。凸透镜和凹透镜,过光心的光线传播方向不改变。有一顺口溜,可以快速记忆这一规律: 不过很多试题中出现的却不是上述三种光线。当遇
8、到特殊光线的时候,就要根据光线穿经过透镜所成的像点来突破了,如下面几道例题: 例5:在图11中画出折射光线。 解析:这是一条特殊光线,无法运用规律直接作图。这时候,就需要利用像点来解决问题。先在光线ab上找一点S,假设S为光源,作两条光线。一条光线与主光轴平行,过凸透镜后必过焦点,另一条光线通过光心,传播方向保持不变。那么,两
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