Question

按要求完成下列光路圖．
（1）如圖1，畫出物體AB在平面鏡中所成的像．
（2）如圖2，兩條入射光線分別過凸透鏡的焦點F和光心O，分別畫出這兩條光線經過凸透鏡折射后的光線．
（3）如圖3，根據折射光線作出射向透鏡的入射光線．
（4）如圖4根據圖中入射光和出射光的情況在方框內填上一個適當的光學元件．
（5）如圖5，水面上方有一發光點A₁，水中另有一發光點A₂．人在空氣中看到A₂在水中的位置就是A₁在水中的像的位置．畫出：
①A₁發出的光經水面反射進入人眼的光路圖
②A₂發出的光進入人眼的光路圖

Answer 1

分析：（1）平面鏡成像的特點是：像與物大小相等、到平面鏡的距離相等、連線與鏡面垂直、左右互換，即像、物關于平面鏡對稱；
（2）要作出折射光線，必須知道對于凸透鏡：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．
（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）將圖中的出射光與入射光進行比較：圖4中，入射光是會聚光，出射光變為平行光，相對于鏡前的光線是發散了，然后根據凹透鏡對光線有發散作用，即可得出結論．
（5）人在空氣中看到A₂在水中的位置就是A₁在水中的像的位置，所以找到A₁在水中的像的位置是解決本題的第一關鍵，又因為A₁發出的光經水面反射進入人眼，所以找到此光線的入射點是解決本題的第二關鍵，這兩個問題得到解決，本題也就基本完成了，剩余的就是連接A₁、A₂點以及人眼與光線的入射點之間的連接問題了，連接時注意連線的虛實和光線的方向問題即可．

解答：解：（1）由平面鏡成像，像物關于平面鏡對稱，分別作出A′、B′關于平面鏡的對稱點A、B，連接AB即為物體．如圖1：
（2）過光心的光線折射光線與入射光線在一條直線上，而且方向相同；過焦點的光線折射光線平行于主光軸畫，如圖2所示：
（3）對于凹透鏡，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，如圖3所示：

（4）將圖中的出射光與入射光進行比較：甲圖中，入射光是會聚光，出射光變為平行光，相對于鏡前的光線是發散了．所以里面的鏡子應該是一個對光線有發散作用的鏡子，故為凹透鏡．如下圖所示．

（5）①根據平面鏡成像的特點作出A₁關于水面的像點A₁′，連接A₁′與人眼，交于水面一點O，過O點垂直水面作出法線，A₁到O為入射光線，O到人眼為反射光線，如圖；
②A₂到O為入射光線，O到人眼為折射光線，如圖：

點評：（1）根據平面鏡成像特點作圖，根據像物關于平面鏡對稱，只要作出像點對應的端點，連接即為物體．要嚴格按要求做．
（2）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．
（3）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．