我們在討論幾何光學(xué)問題時，往往只注意光的反射和折射現(xiàn)象，而忽略動態(tài)變化的一些情況，而這些動態(tài)情況卻是我們的難點，下面就光學(xué)的一些動態(tài)現(xiàn)象作一討論。

1　與豎直上拋運(yùn)動相結(jié)合

例1　如圖1所示，p為一面高墻，m為高h(yuǎn)＝0．8m的矮墻，s為一點光源，三者水平距離如圖1所示，s以速度v₀＝10m／s豎直向上拋出，求在落回地面以前，矮墻在高墻上的影子消失的時間。

分析：如圖1所示分別為高墻上看到矮墻的影子從存在到消失過程中的初態(tài)與末態(tài)，其余時間則看不到影子。此題是光學(xué)與豎直上拋運(yùn)動相結(jié)合的題目。

解：（1）設(shè)s上升到h′時即看不到矮墻在高墻上的影子。

連接s′m并延長則h/h′＝1/4，得h′＝3．2m。

（2）設(shè)點光源s上升的最大高度為h，h＝v₀²／2g＝10²／（2×10）m＝5m。

點光源在離地3．2m－5m，所用的時間為t，據(jù)豎直上拋運(yùn)動的對稱性：h－h(huán)′＝gt²/2。

t＝0．6s。

故矮墻在高墻上的影消失的總時間：

t_總＝2t＝1．2s。

2　與自由落體相結(jié)合

例2　如圖2所示，一個不透明的小球，由某高處的a點開始作自由落體運(yùn)動。a點距光源s和離墻mn的水平距離相等，小球的影子恰好投射到豎直高墻上，則影子在高墻上所做的是什么樣的運(yùn)動？

解：設(shè)小球到光源s與墻的距離均為l，則對小球下落到某一點時有：

y₁＝gt²/2。

由相似三角形得：y₂/y₁＝2l/l。

得小球在mn上的影的運(yùn)動為：y₂＝2y₁＝gt²。

即小球的影子在高墻上所做的運(yùn)動為以2g為加速度的勻加速直線運(yùn)動。

3　與平拋運(yùn)動相結(jié)合

例3　如圖3所示，豎直墻前有一固定點光源s，從這一點光源處水平拋出的物體在豎直墻壁上的影子運(yùn)動可以看作什么運(yùn)動？

解：如圖3所示，設(shè)當(dāng)t＝0時，小球被水平拋出，p₀為其影。經(jīng)時間t，小球到達(dá)q點，p′為其影。建立如圖3所示直角坐標(biāo)系。

得：由平拋運(yùn)動規(guī)律：x＝v₀t，y＝gt²/2

由幾何知識有：y／y′＝x／l，

其中l(wèi)設(shè)為拋點到豎直墻的距離。y′為影在t時間內(nèi)的位移，可得：

y′＝（gl/2v₀）t

因為g、l、v₀均為定值，故影子的運(yùn)動為勻速運(yùn)動。

4　與勻速直線運(yùn)動相結(jié)合

當(dāng)物與平面鏡平動時：

（1）若鏡不動，物體的速度為v，且垂直鏡面運(yùn)動，則像速為v，也垂直鏡面，與物體運(yùn)動方向相反。

（2）鏡動而物體不動，當(dāng)鏡速為v時，像的速度為2v，且方向與鏡子運(yùn)動方向相同。