Question

4．（1）光從空氣斜射入水中，請(qǐng)?jiān)趫D1畫(huà)出大致的折射光線(xiàn)和反射光線(xiàn)．
（2）請(qǐng)確定圖2中物體AB的像的位．
（3）如圖3所示，S為點(diǎn)光源，MN為平面鏡，P為反射光線(xiàn)上的某一點(diǎn)，請(qǐng)畫(huà)出從S發(fā)出的入射光線(xiàn)及反射光線(xiàn)．
（4）請(qǐng)?jiān)趫D4中的方框內(nèi)填上適合的透鏡

Answer 1

分析 （1）光的反射定律：反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一個(gè)平面內(nèi)，反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)，反射角等于入射角；
光的折射定律：折射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一個(gè)平面內(nèi)，折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)，光由空氣斜射入水中時(shí)，折射光線(xiàn)向法線(xiàn)偏折，折射角小于入射角．
根據(jù)以上規(guī)律分別作出反射光線(xiàn)和折射光線(xiàn)．
（2）平面鏡成像的特點(diǎn)是：像物大小相等、到平面鏡的距離相等、連線(xiàn)與鏡面垂直、左右互換，即像物關(guān)于平面鏡對(duì)稱(chēng)，利用這一對(duì)稱(chēng)性作出AB的像．
（3）根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)知，反射光線(xiàn)好像是由像點(diǎn)發(fā)出的，由物與像關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)，作出像點(diǎn)后，作出射線(xiàn)S′P，與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)，再完成光路．
（4）要解決此題，需要掌握凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用，知道凸透鏡有會(huì)聚光線(xiàn)的作用；凹透鏡有發(fā)散光線(xiàn)的作用．在此題中要根據(jù)光線(xiàn)的變化情況選擇合適的透鏡．

解答 解：（1）過(guò)入射點(diǎn)垂直界面作出法線(xiàn)，根據(jù)反射定律的內(nèi)容在空氣中法線(xiàn)的另一側(cè)作出反射光線(xiàn)，根據(jù)折射定律的內(nèi)容，在水中法線(xiàn)的另一側(cè)作出折射光線(xiàn)，如圖所示：

（2）分別作出物體AB端點(diǎn)A、B關(guān)于平面鏡的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′、B′，用虛線(xiàn)連接A′、B′即為AB在平面鏡中的像．如圖：

（3）過(guò)鏡面作出點(diǎn)S的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)S′，即為點(diǎn)光源S在平面鏡中的像，連接S′P與鏡面交于O點(diǎn)，即為入射點(diǎn)（反射點(diǎn)），連接SO就得到入射光線(xiàn)，如下圖所示：
（4）圖（1）折射光線(xiàn)比入射線(xiàn)遠(yuǎn)離主光軸了，所以光線(xiàn)比原來(lái)發(fā)散了，應(yīng)為凹透鏡．
圖（2）兩折射光線(xiàn)比入射光線(xiàn)靠近主光軸了，所以光線(xiàn)比原來(lái)會(huì)聚了，應(yīng)為凸透鏡．如圖所示：
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點(diǎn)評(píng) （1）在兩種透明介質(zhì)的界面上，反射和折射一般是同時(shí)發(fā)生的，反射與入射在同種介質(zhì)中，折射與入射在兩種介質(zhì)中，反射角等于入射角，光由空氣斜射入其它透明介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角，光由其他透明介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角．
（2）在平面鏡成像作圖中，若作出物體在平面鏡中所成的像，要先根據(jù)像與物關(guān)于平面鏡對(duì)稱(chēng)，先作出端點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)的像點(diǎn)，再用虛線(xiàn)連接各點(diǎn)即為物體的像．
（3）本題還可以作出P點(diǎn)的像P′，連接SP′與鏡面交于O點(diǎn)，從而確定入射光線(xiàn)和入射點(diǎn)，連接OP畫(huà)出反射光線(xiàn)．
（4）此題讓通過(guò)光路圖，選擇合適的透鏡，首先要掌握凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用．在選擇時(shí)關(guān)鍵是觀察光線(xiàn)的傳播情況，若折射光線(xiàn)比入射光線(xiàn)靠近主光軸了，則為會(huì)聚作用，應(yīng)選凸透鏡；若折射光線(xiàn)比入射光線(xiàn)遠(yuǎn)離主光軸了，則為發(fā)散作用，應(yīng)選凹透鏡．