Question

5．作圖題

（1）如圖1，AB、CD是由同一發(fā)光點(diǎn)S發(fā)出的反射光線，根據(jù)平面鏡成像原理，確定S的位置并完成光路圖．
（2）在如圖2所示的圖中畫(huà)出折射光線．
（3）潭清疑水淺，安全記心間，如圖3，A是水池底某點(diǎn)，請(qǐng)大致作出光線AO的折射光線以及人從岸上看到A的像A′．
（4）如圖4，一束太陽(yáng)光與水平方向成30°角，要使陽(yáng)光照亮某一豎直井底部，則平面鏡應(yīng)放置在與水平面成多少度角的位置？試完成光路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反射光線反向延長(zhǎng)過(guò)像點(diǎn)，作出發(fā)光點(diǎn)的像點(diǎn)S′，再根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)：像與物關(guān)于平面鏡對(duì)稱作出發(fā)光點(diǎn)S的位置，補(bǔ)出入射光線．
（2）在作凸透鏡、凹透鏡的光路圖時(shí)，先確定所給的光線的特點(diǎn)再根據(jù)透鏡的光學(xué)特點(diǎn)來(lái)作圖．
（3）光由水斜射進(jìn)入空氣時(shí)，折射光線遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角，先作法線，后作出入射光線．
（4）先過(guò)入射點(diǎn)作出反射光線，然后作入射光線和反射光線的角平分線，即法線，再過(guò)入射點(diǎn)作垂直于法線的鏡面，最后根據(jù)角之間的關(guān)系求出鏡面與水平面的夾角．

解答 解：
（1）先將兩條反射光線AB、CD反向延長(zhǎng)交于一點(diǎn)S′，在通過(guò)平面鏡作出S′的對(duì)稱點(diǎn)S，即為發(fā)光點(diǎn)的位置，并連接SA、SC畫(huà)出入射光線，如圖所示：

（2）平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)，由此畫(huà)出折射光線；
平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過(guò)焦點(diǎn)；過(guò)光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變．由此畫(huà)出折射光線．如圖所示：
；
（3）先過(guò)折射點(diǎn)O垂直界面作出法線，再在空氣中法線的另一側(cè)畫(huà)出折射光線，注意入射角小于折射角，將兩條折射光線反向延長(zhǎng)，其交點(diǎn)即為人所看到的A點(diǎn)的像的位置A′，如圖所示：

（4）過(guò)入射點(diǎn)作豎直向下的反射光線，因?yàn)榉瓷浣堑扔谌肷浣�，所以作入射光線和反射光線夾角的平分線即為法線，再作法線的垂線即為平面鏡的位置．如圖所示：

因?yàn)榉瓷涔饩�與水平面垂直，而入射光線與水平面成30°的角，所以入射角等于 $\frac{30°+90°}{2}$=60°，則入射光線與平面鏡的夾角為90°-60°=30°，故平面鏡與水平方向的夾角為30°+30°=60°或180°-60°=120°．

點(diǎn)評(píng) （1）注意本題有兩條解題思路：先將反射光線反向延長(zhǎng)作像點(diǎn)后由平面鏡成像的對(duì)稱性作發(fā)光點(diǎn)或先根據(jù)光的反射作出發(fā)光點(diǎn)，再根據(jù)平面鏡成像的對(duì)稱性作出像點(diǎn)．
（2）本題考查凸透鏡和凹透鏡對(duì)特殊光線的作圖，要熟練掌握透鏡對(duì)三種特殊光線的作用．
（3）在作光的折射光路圖時(shí)要注意：不管光從哪種介質(zhì)斜射向哪種介質(zhì)，在光疏質(zhì)（密度比較小的物質(zhì)）里面的角（入射角或折射角）較大；在光密質(zhì)（密度比較大的物質(zhì)）里面的角（入射角或折射角）較小，即“疏大密小”．角度越小，光線越靠近法線．
（4）知道反射定律的內(nèi)容，會(huì)根據(jù)反射定律完成反射光路，會(huì)根據(jù)角之間的關(guān)系計(jì)算角的大小．