Question

4．作图题

（1）请在图1中画出入射光线．
（2）在图2中画出折射光线的大致方向．
（2）如图3所示，两面平面镜互相垂直，一束光线斜射到平面镜上，请在图中完成光路图．

Answer 1

分析 （1）由图示可知，折射光线过焦点，根据折射光线的特点，可以画出对应的入射光线．
（2）光由水中斜射向水面，在水面处既发生反射又发生折射；作折射光线时，根据由水中斜射入空气中，折射角大于入射角．
（3）要解决此题，需要掌握光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角．可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”．
同时要掌握入射角和反射角的概念：知道入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角．

解答 解：（1）由图可知，折射光线过焦点，由此可确定入射光线平行主光轴，见下图：
（2）当光从水中斜射入空气中时，同时在水中发生反射，在界面处发生折射，在法线右侧空气中作折射光线，使折射角大于入射角；
（3）首先画出法线，入射光线与竖直放置的镜面的夹角是60°，所以入射角是90°-60°=30°．根据反射角等于入射角做出第一次的反射光线．
做出第二个镜面的法线，由图知，入射角为60°，根据反射角等于入射角，做出第二次的反射光线．则反射光线与水平放置的镜面的夹角为30°，最后的反射光线与最初的入射光线是平行的．
如图所示：

点评 （1）关于凸透镜，有三条特殊的入射光线：①平行于主光轴；②过焦点；③过光心的．每条特殊的入射光线对应的折射光线都有自己的特点；
（2）在两种透明介质的界面上，反射和折射一般是同时发生的，反射与入射在同种介质中，折射与入射在两种介质中，反射角等于入射角，光由空气斜射入其它透明介质中时，折射角小于入射角，光由其他透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角．
（3）此题主要考查了反射光线的画法，关键是熟练掌握光的反射定律的内容，并搞清反射角与入射角的概念，知道反射角等于入射角．要注意此题中，光线经过两块平面镜要进行两次反射．