Question

在圖所示的盒中，只可放一個光學(xué)元件，入射進盒子的單色平行光線用1、2表示．對應(yīng)的出射光線用①②表示，如果可供你選用的光學(xué)元件有：A、平面鏡；B、平行玻璃板；C、三棱鏡；D、凸面鏡；E、凹面鏡；F、凸透鏡；G、凹透鏡．
則圖所示盒內(nèi)應(yīng)是那種元件？

a是凸面鏡；b是三棱鏡；c是平面鏡；d是凸透鏡

Answer 1

分析：a、入射光是平行光，出射光線反方向射出，由此可以確定是一個面鏡；根據(jù)入射光線與出射光線的對應(yīng)關(guān)系，可以確定經(jīng)過面鏡反射后，光線發(fā)散了，由此確定光學(xué)元件的種類．
b、平行光入射，平行光射出，具有此特點的光學(xué)元件有平面鏡、平行玻璃磚、和三棱鏡．由于光的傳播方向發(fā)生了改變，所以可以排除了平行玻璃磚．光線之間的相對位置沒有變化，又排除了平面鏡．由此可以確定此題的答案．
c、平行光入射，平行光射出，具有此特點的光學(xué)元件有平面鏡、平行玻璃磚、和三棱鏡．由于光的傳播方向發(fā)生了改變，所以可以排除了平行玻璃磚．光線之間的相對位置發(fā)生了變化，又排除了三棱鏡，由此可以確定此題的答案．
d、入射光是平行光，出射光線大體沿著原方向射出，由此可以確定是一個透鏡；根據(jù)入射光線與出射光線的對應(yīng)關(guān)系，可以確定經(jīng)過透鏡折射后，光線會聚了，由此確定光學(xué)元件的種類．

解答：解：a、出射光線的方向與入射光線的方向相反，并且相對于入射光線，出射光線的范圍擴大，由此可知是一個對光線具有發(fā)散作用的面鏡，即凸面鏡．答案如下圖所示：
b、平行光入射，平行光射出，光的傳播方向發(fā)生了改變，且反射光線和入射光線之間的位置沒有改變，由此可以確定這是三棱鏡．答案如下圖所示：

c、平行光入射，平行光射出，光的傳播方向發(fā)生了改變，且反射光線和入射光線之間的位置發(fā)生了改變，由此可以確定這是平面鏡．答案如下圖所示：

d、平行光入射，經(jīng)過光學(xué)元件后，根據(jù)入射光線對應(yīng)的出射光線的位置關(guān)系的改變，可以確定出射光線變成了會聚光線，由此確定這是對光線具有會聚作用的凸透鏡．即，平行于主光軸的入射光線經(jīng)過凸透鏡折射后過焦點．答案如下圖所示：

點評：這是一種光學(xué)黑匣子問題，它考查了平面鏡；平行玻璃板；三棱鏡；凸面鏡；凹面鏡；凸透鏡；凹透鏡各種光學(xué)元件的光學(xué)性質(zhì)．
把握出射光線和入射光線的特點，是解決此類問題的關(guān)鍵，這需要平時知識的積累．