Question

（1）一圓形蓄水池裝滿(mǎn)水，水面與地面相平，在池的中心正上方B處懸掛著一盞燈，一人站在岸邊，設(shè)A處為人眼，作出燈發(fā)出的光經(jīng)水面反射后進(jìn)入人眼的反射光線(xiàn)．（保留輔助線(xiàn)）
（2）一條光線(xiàn)照射到水面發(fā)生反射和折射，這條光線(xiàn)經(jīng)水面折射后的光線(xiàn)如圖所示．請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出它的入射光線(xiàn)和反射光線(xiàn)的大致方向．
（3）如圖所示，從光源S發(fā)出的兩條光線(xiàn)，其中一條平行于凸透鏡的主光軸，另一條過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn)，請(qǐng)畫(huà)出這兩條光線(xiàn)透過(guò)凸透鏡后的折射光線(xiàn)．
（4）請(qǐng)?jiān)谙聢D方框中畫(huà)出合適的透鏡．

Answer 1

解：（1）根據(jù)平面鏡成像的規(guī)律：像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)，作出點(diǎn)光源B在關(guān)于水面的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′，即像點(diǎn)．
連接B′A，與水面的交點(diǎn)O即為反射點(diǎn)，連接OA即為反射光線(xiàn)，連接BO即為入射光線(xiàn)．如圖所示：

（2）光由空氣斜射進(jìn)入液體中時(shí)，折射光線(xiàn)向靠近法線(xiàn)方向偏折，根據(jù)折射角小于入射角畫(huà)出入射光線(xiàn)．
由光的反射定律的內(nèi)容，首先過(guò)入射點(diǎn)畫(huà)出法線(xiàn)，法線(xiàn)與界面垂直（虛線(xiàn)），根據(jù)反射角等于入射角畫(huà)出反射光線(xiàn)；

（3）圖示的是一凸透鏡，平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后折射光線(xiàn)通過(guò)焦點(diǎn)，過(guò)焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后折射光線(xiàn)平行于主光軸，如下圖所示：

（4）折射光線(xiàn)比起入射光線(xiàn)更加遠(yuǎn)離主光軸，所以該透鏡對(duì)光線(xiàn)有發(fā)散作用，因此填凹透鏡．

分析：（1）反射光線(xiàn)是由點(diǎn)光源B發(fā)出的，但感覺(jué)是由點(diǎn)光源在水中的像發(fā)出的，也就是說(shuō)反射光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)像點(diǎn)．首先利用平面鏡成像的特點(diǎn)：像與物關(guān)于平面鏡對(duì)稱(chēng)，作出發(fā)光點(diǎn)B的像點(diǎn)B′，根據(jù)反射光線(xiàn)反向延長(zhǎng)通過(guò)像點(diǎn)，可以有像點(diǎn)B′和A點(diǎn)確定反射光線(xiàn)所在的直線(xiàn)，從而畫(huà)出反射光線(xiàn)，并確定反射點(diǎn)，最后由發(fā)光點(diǎn)和反射點(diǎn)畫(huà)出入射光線(xiàn)，從而完成光路．
（2）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；
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)、入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)，當(dāng)光由空氣斜射進(jìn)入水中或其它透明介質(zhì)中時(shí)，折射光線(xiàn)向靠近法線(xiàn)方向偏折，折射角小于入射角；當(dāng)光由水中或其它透明介質(zhì)斜射進(jìn)入空氣中時(shí)，折射光線(xiàn)向遠(yuǎn)離法線(xiàn)方向偏折，折射角大于入射角．
（3）凸透鏡有三條特殊光線(xiàn)：過(guò)光心的光線(xiàn)其傳播方向不變；過(guò)焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后折射光線(xiàn)平行于主光軸；平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后折射光線(xiàn)通過(guò)焦點(diǎn)．
（4）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．根據(jù)入射光和折射光的方向，判斷光線(xiàn)被會(huì)聚了還是發(fā)散了．若光線(xiàn)被會(huì)聚則填凸透鏡，若光線(xiàn)被發(fā)散則填凹透鏡．
點(diǎn)評(píng)：①在光路圖中，法線(xiàn)要畫(huà)成虛線(xiàn)，如果能夠確定反射角，在光路圖中，一定要標(biāo)出反射角的度數(shù)；畫(huà)折射光路時(shí)，一定注意光從哪種介質(zhì)進(jìn)入哪種介質(zhì)．
②在判斷經(jīng)透鏡折射后的光線(xiàn)是“會(huì)聚”還是“發(fā)散”時(shí)，可用延長(zhǎng)入射光線(xiàn)的方法來(lái)判斷．