Question

（1）在圖1中，一束光線AO從空氣斜射到水面，完成光路圖．
（2）請畫出圖2中入射光線經過凹透鏡后的折射光線．
（3）在圖3中作出B點發出的光線經平面鏡反射時經過A點的光路圖

（4）請在圖4所示的圖中填上合適的鏡子．
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Answer 1

分析：（1）光射到水面，既發生了折射，又發生了反射，根據圖示的入射光線，利用光的反射規律可以做出對應的反射光線；利用光的折射規律可以做出對應的折射光線．
（2）延長線過焦點的入射光線經凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸，根據圖示作出折射光線．
（3）根據平面鏡成像的特點知，反射光線好像是由像點發出的，由物與像關于鏡面對稱，作出像點后，作出射線B′A，與鏡面的交點為入射點，再完成光路．
（4）平面鏡能夠反射光線；凹透鏡對光線起發散作用；凸透鏡對光線起會聚作用．因此根據光線的特點選擇合適的光線元件．

解答：解：（1）過入射點O，做垂直于水面的法線，由此確定了入射角的大小及入射光線位于法線的左側．根據光的反射規律可知，反射角等于入射角，并且反射光線位于法線的右側．由此可以做出反射光線OB．
光從水中進入空氣，折射角小于入射角，折射光線與入射光線分居法線的兩側，由此可以確定折射光線OC，如下圖所示：
（2）由于入射光線的延長線過焦點，故折射光線平行于主光軸，如圖所示：
（3）過鏡面作出點P的對稱點B′，即為點光源P在平面鏡中的像，連接B′A與鏡面交于O點，即為入射點（反射點），連接光源和入射點就得到入射光線，如下圖所示：

（4）①圖中的光學元件不能使光線透過，但能改變光路，所以該元件是平面鏡．
②圖的折射光線比入射光線向主光軸靠攏，所以該元件對光線有會聚作用，因此是凸透鏡．
③圖的折射光線比入射光線更加遠離主光軸，所以該元件對光線有發散作用，因此是凹透鏡．
如下圖所示：

點評：（1）在兩種介質的界面上，折射和反射一般是同時發生的，反射角和折射角隨入射角的增大而增大，反射光線和入射光線在同種介質中，折射光線和入射光線在兩種不同的介質中．
（2）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，指向另一側焦點的光線經凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸．
（3）本題還可以作出A點的像A′，連接BA′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．
（4）本題考查學生運用所學知識分析解決實際問題的能力，對學生的要求較高，要求學生熟練掌握各種光學元件的光學特點．