Question

12．請按要求完成下列各圖．

（1）S點為光源，利用光路圖畫出圖（1）入射光和反射光，使反射光過A點．
（2）圖（2）所示，一束光線AO從空氣斜射到水面時發(fā)生反射和折射，在圖中作出它的反射光線和折射光線．
（3）完成光線由空氣進入玻璃磚兩次折射的光路圖（3）．
（4）在圖（4）中填上適當類型的透鏡，并完成光路圖．
（5）根據(jù)透鏡對光的作用完成圖（5）光路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平面鏡成像的特點知，反射光線好像是由像點發(fā)出的，由物與像關(guān)于鏡面對稱，作出像點后，作出射線S′A，與鏡面的交點為入射點，再完成光路．
（2）先過入射點作出法線，然后根據(jù)入射光線、反射光線以及法線在同一平面內(nèi)，并且入射角等于反射角，畫出反射光線；
根據(jù)入射光線、折射光線以及法線在同一平面內(nèi)，折射角小于入射角，確定折射光線的方向．
（3）光線通過玻璃磚再進入空氣發(fā)生兩次折射：第一次是從空氣斜射進入玻璃磚，折射光線應該靠近法線偏折，折射角小于入射角；第二次是從玻璃磚斜射進入空氣，折射光線應該遠離法線偏折，折射角大于入射角．
由于玻璃磚上下表面垂直，第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角，所以第二次折射的折射角等于第一次折射的入射角，最后的出射光線與入射光線相比，只是作了平移，即出射光線與入射光線平行．
（4）凸透鏡對光線有會聚作用，除過光心的光線之外的所有射向凸透鏡的光線，經(jīng)凸透鏡折射后都會比原來會聚一些；從焦點發(fā)出的光線，經(jīng)凸透鏡后變?yōu)槠叫泄饩�．
凹透鏡對光線有發(fā)散作用，除過光心的光線之外的所有射向凹透鏡的光線，經(jīng)凹透鏡折射后都會比原來發(fā)散一些；射向虛焦點的光線，經(jīng)凹透鏡后變?yōu)槠叫泄饩�．
（5）仔細觀察入射光線的特點，根據(jù)凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光線作圖．

解答 解：（1）過鏡面作出點S的對稱點S′，即為點光源S在平面鏡中的像，連接S′A與鏡面交于O點，即為入射點（反射點），連接SO就得到入射光線，如下圖所示：

（2）過入射點垂直于水面作出法線，根據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線OB；根據(jù)折射角小于入射角畫出折射光線OC．如圖所示：

（3）第一次折射：先過入射點O垂直玻璃磚上表面作出法線，再在玻璃磚內(nèi)部法線的另一側(cè)作出折射光線，注意折射角小于入射角，如圖所示：
第二次折射：先過O′點垂直玻璃磚下表面作出法線，再在玻璃磚的下側(cè)空氣中作出折射光線，注意折射角大于入射角，折射光線與玻璃磚上表面的入射光線平行，如圖所示：

（4）第一個圖中入射光線是平行的，而折射光線遠離主光軸，即透鏡有發(fā)散作用，所以是凹透鏡；
第二個圖中平行光經(jīng)透鏡后變得會聚，因此該透鏡對光線起會聚作用，為凸透鏡；如圖所示：

（5）過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；
指向另一側(cè)焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸．如圖所示：

點評 （1）本題還可以作出A點的像A′，連接SA′與鏡面交于O點，從而確定入射光線和入射點，連接OA畫出反射光線．
（2）本題考查了根據(jù)光的折射規(guī)律和光的反射規(guī)律的作圖，注意要標出光的傳播方向．
（3）本題考查光的折射光路的畫法，本題的關(guān)鍵是掌握光的折射規(guī)律，根據(jù)折射規(guī)律作圖．
（4）該題考查了凸透鏡、凹透鏡對光線的作用，解題的關(guān)鍵是先確定光線經(jīng)透鏡之后發(fā)生了什么變化，再確定透鏡的類型．
（5）凸透鏡的特殊光線有三條：過光心的光線其傳播方向不變，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過焦點，過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；
凹透鏡的特殊光線有三條：過光心的光線其傳播方向不變，平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線反向延長通過焦點，指向另一側(cè)焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸．