Question

7．有兩個(gè)光學(xué)黑盒子，外表完全一樣，它們都能使入射的平行光束變寬，產(chǎn)生如圖所示的情形，已知一個(gè)盒子里面是兩個(gè)凸透鏡，一個(gè)盒子里面是一個(gè)凹透鏡和一個(gè)凸透鏡，請(qǐng)你在不打開(kāi)盒子直接觀看的情況下，想辦法把它們區(qū)分開(kāi)來(lái)，并畫出盒內(nèi)的光路及透鏡．

Answer 1

分析 因?yàn)閮墒�平行的激光（單色光）�?jīng)過(guò)盒內(nèi)的光學(xué)器件后仍然平行射出，根據(jù)光的傳播方向是否變化加以區(qū)分．
（1）凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后與主光軸平行；
（2）凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，平行于凹透鏡主光軸的光線變的發(fā)散，但是其反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)

解答 解：
利用一束激光沿上面光線指示方向入射，若光線經(jīng)盒內(nèi)元件沿下面光線射出，則盒內(nèi)元件為兩個(gè)凸透鏡；若光線經(jīng)盒內(nèi)元件沿上面光線射出，則盒內(nèi)元件為一個(gè)凸透鏡、一個(gè)凹透鏡；
（1）盒子內(nèi)有兩個(gè)凸透鏡，二者焦距不同，平行光經(jīng)焦距較小的凸透鏡會(huì)聚，并且該點(diǎn)與焦距較大的凸透鏡焦點(diǎn)重合，然后本來(lái)會(huì)聚的光線又從焦點(diǎn)發(fā)出，經(jīng)凸透鏡折射后與主光軸平行，如下圖：

（2）盒子內(nèi)有一個(gè)凸透鏡和一個(gè)凹透鏡，二者焦點(diǎn)重合，平行與凹透鏡的光線經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線同時(shí)過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn)，再經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸，如下圖：

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)凸透鏡的會(huì)聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用的掌握，屬于光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，相對(duì)比較簡(jiǎn)單．