Question

5．作圖題

（1）如圖1，AB、CD是由同一發(fā)光點S發(fā)出的反射光線，根據(jù)平面鏡成像原理，確定S的位置并完成光路圖．
（2）在如圖2所示的圖中畫出折射光線．
（3）潭清疑水淺，安全記心間，如圖3，A是水池底某點，請大致作出光線AO的折射光線以及人從岸上看到A的像A′．
（4）如圖4，一束太陽光與水平方向成30°角，要使陽光照亮某一豎直井底部，則平面鏡應(yīng)放置在與水平面成多少度角的位置？試完成光路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反射光線反向延長過像點，作出發(fā)光點的像點S′，再根據(jù)平面鏡成像的特點：像與物關(guān)于平面鏡對稱作出發(fā)光點S的位置，補出入射光線．
（2）在作凸透鏡、凹透鏡的光路圖時，先確定所給的光線的特點再根據(jù)透鏡的光學特點來作圖．
（3）光由水斜射進入空氣時，折射光線遠離法線偏折，折射角大于入射角，先作法線，后作出入射光線．
（4）先過入射點作出反射光線，然后作入射光線和反射光線的角平分線，即法線，再過入射點作垂直于法線的鏡面，最后根據(jù)角之間的關(guān)系求出鏡面與水平面的夾角．

解答 解：
（1）先將兩條反射光線AB、CD反向延長交于一點S′，在通過平面鏡作出S′的對稱點S，即為發(fā)光點的位置，并連接SA、SC畫出入射光線，如圖所示：

（2）平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點，由此畫出折射光線；
平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點；過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變．由此畫出折射光線．如圖所示：
；
（3）先過折射點O垂直界面作出法線，再在空氣中法線的另一側(cè)畫出折射光線，注意入射角小于折射角，將兩條折射光線反向延長，其交點即為人所看到的A點的像的位置A′，如圖所示：

（4）過入射點作豎直向下的反射光線，因為反射角等于入射角，所以作入射光線和反射光線夾角的平分線即為法線，再作法線的垂線即為平面鏡的位置．如圖所示：

因為反射光線與水平面垂直，而入射光線與水平面成30°的角，所以入射角等于 $\frac{30°+90°}{2}$=60°，則入射光線與平面鏡的夾角為90°-60°=30°，故平面鏡與水平方向的夾角為30°+30°=60°或180°-60°=120°．

點評 （1）注意本題有兩條解題思路：先將反射光線反向延長作像點后由平面鏡成像的對稱性作發(fā)光點或先根據(jù)光的反射作出發(fā)光點，再根據(jù)平面鏡成像的對稱性作出像點．
（2）本題考查凸透鏡和凹透鏡對特殊光線的作圖，要熟練掌握透鏡對三種特殊光線的作用．
（3）在作光的折射光路圖時要注意：不管光從哪種介質(zhì)斜射向哪種介質(zhì)，在光疏質(zhì)（密度比較小的物質(zhì)）里面的角（入射角或折射角）較大；在光密質(zhì)（密度比較大的物質(zhì)）里面的角（入射角或折射角）較小，即“疏大密小”．角度越小，光線越靠近法線．
（4）知道反射定律的內(nèi)容，會根據(jù)反射定律完成反射光路，會根據(jù)角之間的關(guān)系計算角的大�。�