初二物理题
例3. 为了制作一束平行光,班里的同学提出了以下的方法,你认为可行的方法是( )
A. 选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的焦点上;
B. 选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的焦点上;
C. 选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的2倍焦点处;
D. 选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的2倍焦点处。
解析:凹透镜对光线具有发散作用,无论将小灯泡放在它的焦点上,还是2倍焦点处,灯泡所发出的光射到透镜上都是发散的,这些光通过透镜后会更加发散,不会得到平行光,故选项A、C错误;凸透镜对光线具有会聚作用,它能使平行于主光轴入射的光线,会聚到焦点上,由光路的可逆性可知,从焦点上发出的光经凸透镜后,会平行于主光轴射出;当发光点在凸透镜的2倍焦点处时,灯泡所发出的光则会聚到透镜另一侧的2倍焦点处,不会是平行的,本题答案为B。
解析我看不懂,我们老师说过,射向凹透镜焦点的光线经过凹透镜将变成平行于主光轴的光线,但为什么解析说:无论将小灯泡放在它的焦点上,还是2倍焦点处,灯泡所发出的光射到透镜上都是发散的,这些光通过透镜后会更加发散,不会得到平行光.应该可以得到平行光啊?还有,再解释一下为什么当发光点在凸透镜的2倍焦点处时,灯泡所发出的光则会聚到透镜另一侧的2倍焦点处,不会是平行的?谢谢
参考答案:请注意以下几点:
1.“平行于主光轴的光线”与“平行光”是不完全相等的概念,平行光可以不平行于主光轴;
2.“向凹透镜焦点的光线”与“灯泡所发出的光线”是两种不同的光线,前者是不同光源发出的光线指向同一个焦点,后者是同一个光源发出的光线,向四周散射。
3.凹透镜在特定的情况下,才会产生平行光,比如你把一束平行光射向凹透镜,折射后光路呈现出圆形散发,这些光线的反方向延长线会聚焦一个虚点,根据光路可逆原理,只有射向凹透镜焦点的光线,经过凹透镜折射才会变成平行于主光轴的光线。
3.灯泡发出的光线,不会聚集于某个点,所以无论将小灯泡放在凹透镜的焦点上,还是2倍焦点处,灯泡所发出的光射到透镜上都不会产生平行光。
4.对于你的第二个问题,可以用反证法:假如发光点在凸透镜的2倍焦点处时,通过透镜会产生平行光,那么根据光路可逆原理,就会得出,一束平行光射向凸透镜会产生两个焦点的错误结论,由此可证,只有发光点在凸透镜的焦点处,出来的才会是平行光。