口诀法巧解透镜作图题

张旭

透镜作图是光学的难点，同学们常常混淆三条特殊光线的传播特点，若利用“口诀法”则可巧解，迅速提高解题效率。下面结合中考常考问题归类剖析。

考点一：根据三条特殊光路完善光路图

熟记透镜对三条特殊光线的传播特点是解题关键。如图是标注序号①、②、③的三条特殊光线分别经过凸透镜（图1）和凹透镜（图2）折射后的传播路径。

根据以上光路图可归纳透镜对三条特殊光线的传播特点为：（1）过透镜光心的入射光线经透镜折射后传播方向不变;（2）平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后过焦点（凹透镜的折射光线反向延长过同侧虚焦点）;（3）过凸透镜焦点（正向延长过凹透鏡异侧虚焦点）的入射光线经透镜折射后平行于主光轴射出。在第二点的基础上利用光路的可逆性即可识记第三点。

例1（2020·广东）请画出图3中入射光线经凸透镜后的折射光线。

解析：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。过透镜光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。

答案：如图4所示

例2（2020·四川·自贡）请在图5中画出光线经过凹透镜后的光路图。（F为焦点）

解析：由图可知，上面的入射光线平行凹透镜的主光轴，则折射光线反向延长线通过焦点;下面的入射光线经过焦点，则折射光线平行于主光轴。

答案：如图6所示

小结：解决此类题的方法可简记为如下口诀：（1）过心入射折不偏——入射光线过光心传播方向不变;（2）平轴入射折过焦——平行于主光轴的光线经透镜折射后折射光线过焦点;（3）过焦入射折平轴——入射光线经透镜折射后平行于主光轴。

考点二：根据透镜对光的作用填透镜类型

理解透镜的“会聚”与“发散”的真正内涵是解决此类问题的关键。凸透镜对光线有会聚作用是指光线通过凸透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更靠近主光轴，使它的光束变窄（如图7）。凹透镜对光线有发散作用是指光线通过凹透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更远离主光轴，使经过它的光束变宽（如图8）。

例3（2020·湖南·岳阳）如图9所示，根据入射光线和出射光线，在如图的方框中画出适当的透镜。

解析：如图10所示，延长入射光线发现折射光束相对于入射光束更靠近主光轴，即折射光束变窄，所以该透镜对光线有会聚作用，因此填凸透镜。

答案：如图10所示

小结：解决此题的方法可简记为如下口诀：（1）入线延长看折线——把入射光线延长，看折射光线的位置;（2）窄凸宽凹把镜填——如果折射光线在入射光线的内侧（变窄）则填凸透镜，反之如果折射光线在入射光线的外侧（变宽），则填凹透镜。

（作者单位：山东省枣庄市第三十九中学）