Question

20．按下列要求完成光路图．

（1）已知入射角45度，请根据光的反射定律，在图（1）中画出反射光线并标出反射角的度数．
（2）作出图（2）中物体AB通过平面镜所成的像．
（3）如图（3）所示，鱼缸侧壁有一平面镜，画出光线SA经平面镜反射后的反射光线和该反射光线射出水面后的折射光线的大致方向．
（4）如图（4）所示，发光点S发出一条射向水面的光线，在水面发生反射和折射，反射光线经过P点．请在图中作出入射光线、反射光线及大致方向的折射光线．

Answer 1

分析 （1）反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出反射光线并标出反射角及其度数．
（2）平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，可以先作出物体A、B端点AB的像点A′、B′，连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像．
（3）过入射点做出法线，然后利用光的反射规律和光的折射规律做出对应的反射光线和折射光线．
（4）反射光线是由点光源S发出的，但感觉是由点光源在水中的像发出的，也就是说反射光线的反向延长线过像点，即点P和点光源在水中的像在同一直线上，由此可以确定入射点，进而确定入射光线和反射光线．
根据确定的入射光线，利用折射规律可以做出对应的折射光线．

解答 解：（1）过入射点做出法线，已知入射角为45°，因此反射角的度数也等于45°，根据反射角等于入射角画出反射光线如图所示：

（2）先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为物体AB的像，如图所示：

（3）过入射点做法线，从而确定了反射光线位于法线的上侧，并确定了反射角的大小．然后利用光的反射规律做出对应的反射光线．
光从水中斜射入空气，所以折射角大于入射角，由此可以做出对应的折射光线．如下图所示：

（4）根据平面镜成像的规律：像与物关于镜面对称，作出点光源S在关于水面的对称点S′，即像点．
连接S′P，与水面的交点O即为入射点，连接SO即为入射光线；连接OP即为反射光线；
过入射点O做水面的垂线即为法线，根据确定的入射光线和法线可以确定入射角，利用光的折射规律：折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角．可以做出对应的折射光线OA．答案如下图所示：

点评 在光路图中，法线要画成虚线，如果能够确定反射角，一定要标出反射角的度数；画折射光路时，一定注意光从哪种介质进入哪种介质．