Question

21、（1）下图是某同学作的光路图，他只画了一条入射光线和另一条反射光线，请你帮他画出发光点S和像点S′．

（2）完成光路图

（3）如图所示，OB是一束光线由空气射到水面后的反射光线，在图中画出入射光线，标出入射角的度数，并画出折射光线的大致方向．

Answer 1

分析：（1）先过入射点做法线，然后根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且入射角等于反射角，确定反射光线的方向．再根据点光源发出的光线经过平面镜反射后，反射光线的反向延长线交于像点，利用物与像关于平面镜对称确定点光源的位置．
（2）凸透镜的三条特殊光线：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴；
过光心的方向不变；
凹透镜的三条特熟光线：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后的光线的反向延长线过焦点；延长线过焦点的入射光线经过凹透镜折射过平行于主光轴；过光心的光线传播方向不变．
根据三条特殊光线进行作图．
（3）先过反射点做法线，然后根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且入射角等于反射角，确定反射光线的方向和入射角的大小；再根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角小于入射角大致确定折射光线的方向．

解答：解：（1）过入射点作垂直于平面镜的法线，根据入射角等于反射角画出反射光线，然后反向延长两条反射光线，相交点为像点S′，再找出关于平面镜对称的点（即发光点S），并连接光源S与反射点完成光路．如图所示

（2）①入射光线平行于凸透镜的主光轴，故连接折射点和焦点F，并标出折射光线的方向；
②过光心光线传播方向不变；
③入射光线平行于凹透镜的主光轴，连接折射点与入射光线一侧的焦点画出折射光线，并标出方向；
④反射光线平行于主光轴，连接折射点与折射光线一侧的焦点画出入射光线，并标明方向．
如图所示

（3）因为反射光线与水面的夹角为40°，所以入射角等于反射角等于50°；过反射点O做法线，根据入射角等于反射角画出反射光线，并标出入射角的大小；
根据折射角小于入射角大致画出折射光线的方向．
如图所示

点评：本题综合考查光的反射光路图、光的折射光路图以及透镜的折射光路，是一道综合光学作图题．