会聚与发散涵义须弄清

□傅炳胜

会聚与发散涵义须弄清

□傅炳胜

凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，这是同学们都熟知的重要的光学性质.但是当遇到具体问题让同学们进行判断时，却常常容易出错，这是由于没有准确把握会聚和发散作用的实质所致.那么，究竟如何才能找到判断透镜对光线会聚或发散作用的方法呢？

一般我们可将光束分为平行光束、会聚光束和发散光束三种.光线平行的叫做平行光束（如图1-甲所示）；光线的正向延长线相交于一点的光束叫做会聚光束（如图1-乙所示）；光线的反向延长线相交于一点的叫做发散光束（如图1-丙所示）.

图1

一平行于主轴的光束经凸透镜折射后会聚于焦点上成为会聚光束，我们就说凸透镜对光线有会聚作用.这是因为凸透镜使每一条光线都向靠近主轴的方向偏折的缘故，如图2所示.那么是否只有折射光线成为会聚光束才算凸透镜的会聚作用呢？

图2

图3

如图3所示，图甲中凸透镜使发散光束变为平行光束，图乙中凸透镜使平行光束变为会聚光束，图丙中凸透镜使发散光束变为会聚光束.仔细观察这三种情况你会发现，经过透镜折射后的光线都比原来更靠近主光轴了，所以它们都属于凸透镜对光线的会聚作用.

不仅如此，还存在发散光束经凸透镜折射后仍为发散光束，会聚光束经凸透镜折射后仍为会聚光束的情况，这也可能是凸透镜对光束起会聚作用的结果.由此可见，判断透镜是否对光束起到了会聚作用，关键要看光束经透镜折射后的光线是否向主轴偏折了.

图4

一平行于主轴的光束经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线交于凹透镜的虚焦点上，我们就说凹透镜对光线具有发散作用.这是因为凹透镜使每一条光线都向远离主轴的方向偏折的缘故，如图4所示.

如图5所示，图甲中凹透镜使会聚光束变为平行光束，图乙中凹透镜使平行光束变为发散光束，图丙中凹透镜使会聚光束变为发散光束.这三种情况凹透镜对光线起的都是发散作用.

图5

同理，还存在会聚光束经凹透镜折射后仍为会聚光束，发散光束经凹透镜折射后仍为发散光束的情况，这也可以是凹透镜对光束起发散作用的结果.由此看来，判定透镜对光是否起发散作用，关键是要看透镜是否使光线向远离主轴方向偏折了.

例（2014·菏泽）在如图6所示的光路图中，分别填入合适的透镜.

图6

解析：判断透镜类型的关键是判断透镜对光的作用，如果光线被会聚了就是凸透镜，如果光线被发散了就是凹透镜.第一个图中平行光经透镜折射后变得会聚，因此该透镜对光线起会聚作用，为凸透镜；第二个图的折射光线比起入射光线更加远离主光轴了，所以这个透镜对光线有发散作用，因此应填凹透镜.

答案：如图7所示.

图7

点拨：此类光学暗盒题考查大家运用所学知识分析解决实际问题的能力，对考生的判断能力要求较高，要求考生熟练掌握各种光学元件的光学特点.