Question

按要求完成光路圖：
（1）請在圖（1）中畫出反射光線并標出反射角β；
（2）請在圖（2）中作出物體AB在平面鏡中的像；
（3）畫出圖（3）所示光線的折射光線；
（4）將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中，有一束光線垂直射向水面，如圖（4）所示，請畫出這束光線在水中行進最后射出水面的光路圖．

Answer 1

分析：（1）光的反射定律的內容：反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側；反射角等于入射角；入射角是入射光線與法線的夾角；反射角是反射光線與法線的夾角．
（2）平面鏡成像的特點是：像與物關于平面鏡對稱，可以先作出物體A、B端點AB的像點A′、B′，連接A′、B′即為物體AB在平面鏡中所成的像．
（3）在作凸透鏡或凹透鏡的光路圖時，先確定所給光線的特點再根據透鏡的光學特點來作圖．
（4）光線垂直射向水面，此時光線的方向是不變的；光在水中射到平面鏡上被反射，反射要遵循反射定律，入射光線和反射光線分居法線的兩側，反射角等于入射角；被鏡面反射的光從水中射向空氣，此時水中入射光線與法線的夾角為入射角，空氣中折射光線與法線的夾角為折射角，入射光線和折射光線分居法線的兩側，且折射角大于入射角．

解答：解：（1）使入射光線、反射光線和法線在同一平面內，過反射點作法線，使反射角等于入射角作出反射光線；如下圖所示：
（2）先作出端點A、B關于平面鏡的對稱點A′、B′，用虛線連接A′、B′即為物體AB的像，如下圖所示：
（3）對于凸透鏡，平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點．過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；
對于凹透鏡，平行于主光軸的入射光線經凹透鏡折射后折射光線反向延長通過焦點，如下圖所示：
（4）①先畫出光線垂直射入水中，此時光線方向不變．
②接著畫光在平面鏡上的反射：先畫法線，然后反射光線和入射光線分居法線的兩側，反射角等于入射角．
③最后畫光從水中射入空氣中：先畫法線，然后入射光線和折射光線分居法線的兩側，且折射角大于入射角．
如下圖所示：

點評：（1）作反射光線時，先確定反射點，根據反射角等于入射角在同一平面內法線的另一側畫出反射光線，注意完成題目的要求．
（2）平面鏡成像時像與物關于平面鏡對稱，要注意先作出端點或關鍵點的像點，再用虛線連接得到物體的像．
（3）凸透鏡有三條特殊光線：過光心的光線其傳播方向不變；過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點．
凹透鏡有三條特殊光線：過焦點的光線傳播方向不變，平行于主光軸的入射光線經凹透鏡折射后折射光線反向延長通過焦點，指向另一側焦點的入射光線經凹透鏡折射后平行于主光軸．
（4）考查了光的折射規律和光的反射定律．注意當光垂直入射到另一種介質中時，傳播方向不變，即折射角和入射角都是0°．