光路可逆性不可小视

1、光路可逆性不可小视145%;145%;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-INDENT:21pt;LINE-HEIGHT:145%;关于光路可逆性，教材仅指出：“光反射时光路是可逆的”、“光折射时光路也是可逆的”，并没有详细的分析和定量的应用例举，以至同学们往往误认为光路可逆性无关紧要。实际上光路可逆性是光学的一个重要原理，它不仅可以使我们加深对某些光学知识的理解（比如，从凸透镜焦点射出的光线经凸透镜折射后是平行于主光轴的；反之，平行于凸透镜主光轴的光线经折射后必会聚于焦点），并且它在处理光学问题时有着独特的作用，下面列举的几例可充分地说明这一点。例1

2、（2019年，全国竞赛题）甲、乙两人在照同一个镜子时，甲在镜中看到了乙的眼睛。以下说法中正确的是（）乙一定能看到甲的眼睛乙只能看到甲的眼睛乙不可能看到甲的眼睛乙不可能看到甲的全身解析：甲在镜中看到了乙的眼睛，说明从乙的眼睛出发的部分光线经平面镜反射后进入了甲的眼睛。根据光路的可逆性可以判定，从甲的眼睛出发的部分光线经平面镜反射后一定也进入乙的眼睛。所以乙也一定能从平面镜中看到甲的眼睛，选A。例2（2019年，安徽省中考题）如图1所示，光线从空气斜射入某种液体中，被水平放置在液体底部的平面镜反射，最后返回到空气中。请在图中画出这时的反射光线和在水面处的折射光线。解析：对于光线ooi所对应的反射光

3、线0102利用光的反射定律不难作出，并且容易得知光线0102入射到水面上的入射角为30°。那么，此光线折射到空气中时，折射角为多大呢？这是许多同学颇感困惑之处。其实若想到光路可逆原理，折射角的大小便可“呼之即出”。假如光从水中沿010路径入射到水面，则其所对应的折射光线必将沿0A的路径。即，当入射角为30。时，所对应的折射角为45°。进而作图如图2所示。例3（2019年，盐城市中考题）站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体，如图3，如果他想用一束强光照亮物体，则应瞄准（）看到的物体看到的物体的下方看到的物体的上方看到的物体的前方解析：这是一道极易解错的题目。其实在明确“

4、看到的水下物体”实际上是真实物体的虚像基础上，运用光路可逆原理来分析，正确选项的得出易如反掌。取图3中下面的那条入射光线和其相应的折射光线来研究。由光路可逆原理可知，若激光沿原来的折射光线路径反方向入射，则其对应的折射光线必沿原来的入射光线路径的反方向传播，从而照亮物体，所以选A。例4（2019年，宁波市中考题）烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个倒立放大的像，若保持凸透镜位置不变，把烛焰和光屏的位置对调一下，则（）光屏上仍能得到一个倒立放大的像光屏上得到一个倒立缩小的像透过透镜可观察到一个正立放大的像光屏上没有像，需调节光屏位置才能成像解析：由凸透镜成像规律我们知道，当烛焰通过凸透镜恰好在光屏

5、上得到一个倒立放大的像时，物距是大于一倍焦距小于2倍焦距，像距是大于2倍焦距。若保持凸透镜位置不变，把烛焰和光屏的位置对调，则物距将变为大于2倍焦距，可以在大于一倍焦距小于2倍焦距范围内的某处成一个倒立缩小的像。但这时的像是否一定能成在此时光屏所处的位置上呢？在实验中我们发现，若烛焰垂直于凸透镜的主光轴放置，则它所成的像也必是垂直于主光轴的。为了便于研究，我们仅取烛焰上恰好过透镜主光轴上的一点A来研究，如图4所示。我们知道，烛焰上A点所成的像，是由从A点发出的光经凸透镜折射后相交而成的，由于沿主光轴传播的光线不改变方向，所以可以肯定，图中主光轴上的点A'必是A点所对应的像点。如果把烛焰和光屏的位置对调，即把A点换放到A'点的位置，那么由光路可逆原理可知，这时处于A'点位置的烛焰上发出的光必会沿图中光路的反方向传播，并在图中的A点处成相应的像点。由此可见，保持凸透镜位置不