Question

7．有两个光学黑盒子，外表完全一样，它们都能使入射的平行光束变宽，产生如图所示的情形，已知一个盒子里面是两个凸透镜，一个盒子里面是一个凹透镜和一个凸透镜，请你在不打开盒子直接观看的情况下，想办法把它们区分开来，并画出盒内的光路及透镜．

Answer 1

分析 因为两束平行的激光（单色光）经过盒内的光学器件后仍然平行射出，根据光的传播方向是否变化加以区分．
（1）凸透镜对光线有会聚作用，平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后与主光轴平行；
（2）凹透镜对光线有发散作用，平行于凹透镜主光轴的光线变的发散，但是其反向延长线过焦点

解答 解：
利用一束激光沿上面光线指示方向入射，若光线经盒内元件沿下面光线射出，则盒内元件为两个凸透镜；若光线经盒内元件沿上面光线射出，则盒内元件为一个凸透镜、一个凹透镜；
（1）盒子内有两个凸透镜，二者焦距不同，平行光经焦距较小的凸透镜会聚，并且该点与焦距较大的凸透镜焦点重合，然后本来会聚的光线又从焦点发出，经凸透镜折射后与主光轴平行，如下图：

（2）盒子内有一个凸透镜和一个凹透镜，二者焦点重合，平行与凹透镜的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线同时过凸透镜的焦点，再经凸透镜折射后平行于主光轴，如下图：

点评 本题考查学生对凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用的掌握，属于光学基础知识，相对比较简单．