一道光学作图题的解析.doc

《一道光学作图题的解析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一道光学作图题的解析题目如图1所示，M、N是两块互相垂直放置的平面镜，S是镜前的一个固定的点光源，经过两块平面镜的作用，能得到它的三个虚像。现要求把镜面的一部分遮挡住，使S在这两块平面镜中只能成两个虚像。（1）用作图法找出必须遮挡的那部分镜面（即要求所遮挡的部分最小），并把它们作出标记。（2）简要说明作图步骤。分析：本题是一道较难的作图题。解答本题，首先要明确点光源S经两块平面镜为何能成三个像，然后再根据平面镜成像规律确定应遮挡的区域。点光源经平面镜OM成像S1和经平面镜ON成像S2，这是同学们比较熟悉的；那么像S3是如何形

2、成的呢？这是一个关键问题，也是多数同学感到不好理解的问题。我们知道，点光源S发出的光线经平面镜OM反射后改变了传播方向，这些反射光线的反向延长线都交于S1点，S1就是S的一个像点；经过OM反射回来的光线，一部分又射到平面镜ON上，经ON再次反射，这时反射光线的反向延长线相交于S3点，S3就是S的第三个像点。同理，S发出的光线先经过平面镜ON反射后，一部分又射到平面镜OM上，被再次反射的光线的反向延长线也交于S3点（这一点同学们可通过作图或推导来验证，本文略）。了解了像点S3的成因，解答本题就较容易了。由平面镜成像规律和光路的

3、可逆性原理知，若把S1、S2视为两个发光点，他们发出的光线分别经过平面镜ON和OM反射，他们的反向延长线都相交于S3点，如果我们想办法把S1射向ON的光线和S2射向OM的光线遮挡住，则就观察不到S3了。按照上述分析思路，可有下面的作图步骤。作图步骤（如图2所示）：（1）作S关于OM的对称点S1及S关于ON的对称点S2。（2）连接S1与ON的右端点，与OM交于a，则aO为必须遮挡的一部分。（3）连接S2与OM的上端点，与ON交于B，再连接S2与a点，交ON于C，则BC为必须遮挡的另一部分，如图2所示。2003/02/07