怎样解答光学暗箱题

怎样解答光学暗箱题

江苏省宝应县夏集中学　王茂东

　　光学暗箱题一直是中考试卷中常见的题型，特别是在新课程考试环境下，对这类试题的考查越来越呈现出新的趋势，不仅在判断光具类型上出奇招，而且在光路图的作法、成像上也表现出新的花样。所以怎样应对光学暗箱题的考查，是摆在同学们面前的一大课题，下面通过对以下几道例题的分析，希望同学们能从中得到启示。

　　例1　有两道平行光线经方框中光具作用后，光路发生了如图1甲、乙两种情况的出射情形，请在甲和乙两图方框中填上适当的光学元件，并完成光路。

　　解析：在甲和乙两图中，平行光线经过光具作用后，其光路改变有明显的不同特征：甲图中，出射位置和入射位置是发生了90度的变化，乙图光路中的入射位置和出射位置是分居在方框的两侧，也就是说甲图中光线没有透过光具，发生的是反射，而乙图中光路是透过了光具，发生的是折射，这样可分析得出，甲图中应填面镜，乙图中应填透镜。在甲图中我们将对应的入射光线和出射光线相连接就可得到两个入射点，根据这两点从而确定出平面镜的位置;乙图中要注意的是将入射光线和出射光线相对应，从而确定出光线是发散还是会聚，然后再画出透镜。

　　答案：见图1中的丙和丁。

　　点评：在判断透镜类型时，一定要注意入射光线和出射光线的对应，切不可张冠李戴。

　　例2　如图2方框中为一光学器具，入射光线和出射光线如图所示，请运用所学习过的知识，在方框中画出光学器具。(至少画出两个光具)

　　解析：根据题中给出的一道入射光线和出射光线的位置，可判断出有多种光具达到这样的要求，可用平面镜反射改变光路，也可用透镜和三棱砖使光路发生折射改变光路。在用平面镜时只要根据光的反射定律确定出法线就可作出平面镜的位置;在用透镜时要将入射光线看作是平行于主光轴的光线就才可做出透镜的位置;在用三棱镜时只要运用光的折射规律判断出平行于其第三边的光线经折射后会向第三边偏折这个道理就能画出它的位置。

　　答案：见图3。

　　点评：本题具有一定的开放性，要注意在解题思路上有多体会。通常是根据题目给出的信息，逆向推理得出其内部的结构，探索出现象发生的原因。

　　例3　如图4所示魔术箱内有一个平面镜，从P处放入一物，箱中不见物体;换从Q处放入，箱中却见两个物体，在图5中作出平面镜及物AB在魔箱中所成的像。

　　解析：由题意知道，P处放入物体，从观察窗口不见物体，说明该物体上的光线被另一个物体挡住不能射到人的眼睛中，则可判断出P是在镜子的背面;Q处放入物体，可见两个物体，说明一个是物体本身，还有一个是经过平面镜反射形成的虚像，则可判断Q是在镜子的正面。根据P、Q两处的位置，可判断出平面镜应该放在该魔术箱的对角线上，然后运用平面镜成像特点可画出AB物体的虚像。

　　答案：见图6。

　　从上几例中可以总结得出，在解光学暗箱题判断光具类型时，我们应该注意以下几点：(1)通常情况下，入射光线和出射光线相交的位置就是为光具的位置。(2)要能根据入射光线和出射光线的位置来确定光具类型：一般情况下双箭头光路中，如果反射光线和出射光线在方框的两侧，则为透镜，如果入射光线和出射光线在方框的同侧或者是垂直，则为面镜;如果是单箭头光线，入射光线和出射光线在方框的两侧，就要考虑到有可能是面镜，发生的反射，也可能是透镜，发生的是折射。(3)要熟练掌握光的反射定律、光的折射规律以及平面镜成像，能运用其进行准确作图。