Question

完成下列光路圖．
（1）在下圖中畫(huà)出光經(jīng)凸透鏡折射后的徑跡

（2）在下圖中畫(huà)出光經(jīng)凹透鏡折射后的徑跡．

（3）如圖所示，S是發(fā)光點(diǎn)，S’是S在平面鏡中的像，SL是射向平面鏡的一條光線(xiàn)．請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出平面鏡的位置并畫(huà)出SL的反射光線(xiàn)．

（4）完成下圖的光路圖．

Answer 1

分析：（1）凸透鏡的光路作圖主要考查三條特殊光線(xiàn)：
①過(guò)凸透鏡光心的光線(xiàn)其傳播方向不變；
②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)；
③從焦點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后與主光軸平行．
（2）凹透鏡三條特殊光線(xiàn)的作圖：①延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)另一側(cè)焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸；
②平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)焦點(diǎn)；
③過(guò)光心的光線(xiàn)經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變．
（3）要解決此題需要掌握平面鏡成像的特點(diǎn)，物與像關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)，首先根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，確定平面鏡的位置，后根據(jù)光的反射定律確定入射反射光線(xiàn)．也可根據(jù)反射光線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)經(jīng)過(guò)像點(diǎn)來(lái)畫(huà)反射光線(xiàn)．
（4）光線(xiàn)穿過(guò)玻璃磚，經(jīng)過(guò)了兩次折射：
①第一次光從空氣斜射入玻璃，折射光線(xiàn)向靠近法線(xiàn)的方向偏折；
②第二次光線(xiàn)從玻璃斜射入空氣中，折射光線(xiàn)向遠(yuǎn)離法線(xiàn)方向偏折．
因?yàn)榈诙�次折射的入射角等于第一次折射的折射角，所以第二次折射的折射角�?yīng)等于第一次折射的入射角，即玻璃磚兩端的光線(xiàn)平行．

解答：解：（1）過(guò)焦點(diǎn)的光線(xiàn)折射光線(xiàn)從光心沿原入射光線(xiàn)方向畫(huà)；平行于主光軸的光線(xiàn)折射光線(xiàn)從折射點(diǎn)開(kāi)始通過(guò)焦點(diǎn)畫(huà)，如下圖所示：

（2）延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)另一側(cè)焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸，如下圖所示：

（3）根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)知，像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)，則鏡面位置在SS’的中垂線(xiàn)上，作出鏡面后，再找到入射點(diǎn)O，根據(jù)光的反射定律畫(huà)出反射光線(xiàn)．或根據(jù)平面鏡成像的原因，所以反射光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)像點(diǎn)，如下圖：

（4）先過(guò)入射點(diǎn)垂直玻璃磚上表面作出法線(xiàn)，再在玻璃磚內(nèi)部法線(xiàn)的另一次畫(huà)出折射光線(xiàn)，注意折射角小于入射角，并交玻璃磚下表面于點(diǎn)C；
過(guò)C點(diǎn)垂直玻璃磚下表面作出法線(xiàn)，在玻璃磚下部法線(xiàn)的另一測(cè)畫(huà)出折射光線(xiàn)，注意折射角大于入射角，特別注意折射光線(xiàn)與上表面的入射光線(xiàn)平行，如圖所示：

點(diǎn)評(píng)：（1）理解凸透鏡和凹透鏡三條特殊光線(xiàn)的內(nèi)容，會(huì)畫(huà)三條特殊光線(xiàn)是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵．
（2）讓學(xué)生根據(jù)發(fā)光點(diǎn)及像找鏡面的位置，考查了平面鏡成像的特點(diǎn)．同時(shí)考查了光的反射定律．在光的反射中，光的反射定律與平面鏡成像是非常重要的內(nèi)容．
（3）光的折射定律：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)向法線(xiàn)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)遠(yuǎn)離法線(xiàn)偏折，折射角大于入射角．