Question

12．请按要求完成下列各图．

（1）S点为光源，利用光路图画出图（1）入射光和反射光，使反射光过A点．
（2）图（2）所示，一束光线AO从空气斜射到水面时发生反射和折射，在图中作出它的反射光线和折射光线．
（3）完成光线由空气进入玻璃砖两次折射的光路图（3）．
（4）在图（4）中填上适当类型的透镜，并完成光路图．
（5）根据透镜对光的作用完成图（5）光路图．

Answer 1

分析 （1）根据平面镜成像的特点知，反射光线好像是由像点发出的，由物与像关于镜面对称，作出像点后，作出射线S′A，与镜面的交点为入射点，再完成光路．
（2）先过入射点作出法线，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，画出反射光线；
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，确定折射光线的方向．
（3）光线通过玻璃砖再进入空气发生两次折射：第一次是从空气斜射进入玻璃砖，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于入射角；第二次是从玻璃砖斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角．
由于玻璃砖上下表面垂直，第二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等于第一次折射的入射角，最后的出射光线与入射光线相比，只是作了平移，即出射光线与入射光线平行．
（4）凸透镜对光线有会聚作用，除过光心的光线之外的所有射向凸透镜的光线，经凸透镜折射后都会比原来会聚一些；从焦点发出的光线，经凸透镜后变为平行光线．
凹透镜对光线有发散作用，除过光心的光线之外的所有射向凹透镜的光线，经凹透镜折射后都会比原来发散一些；射向虚焦点的光线，经凹透镜后变为平行光线．
（5）仔细观察入射光线的特点，根据凸透镜和凹透镜的三条特殊光线作图．

解答 解：（1）过镜面作出点S的对称点S′，即为点光源S在平面镜中的像，连接S′A与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接SO就得到入射光线，如下图所示：

（2）过入射点垂直于水面作出法线，根据反射角等于入射角画出反射光线OB；根据折射角小于入射角画出折射光线OC．如图所示：

（3）第一次折射：先过入射点O垂直玻璃砖上表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：
第二次折射：先过O′点垂直玻璃砖下表面作出法线，再在玻璃砖的下侧空气中作出折射光线，注意折射角大于入射角，折射光线与玻璃砖上表面的入射光线平行，如图所示：

（4）第一个图中入射光线是平行的，而折射光线远离主光轴，即透镜有发散作用，所以是凹透镜；
第二个图中平行光经透镜后变得会聚，因此该透镜对光线起会聚作用，为凸透镜；如图所示：

（5）过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；
指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴．如图所示：

点评 （1）本题还可以作出A点的像A′，连接SA′与镜面交于O点，从而确定入射光线和入射点，连接OA画出反射光线．
（2）本题考查了根据光的折射规律和光的反射规律的作图，注意要标出光的传播方向．
（3）本题考查光的折射光路的画法，本题的关键是掌握光的折射规律，根据折射规律作图．
（4）该题考查了凸透镜、凹透镜对光线的作用，解题的关键是先确定光线经透镜之后发生了什么变化，再确定透镜的类型．
（5）凸透镜的特殊光线有三条：过光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；
凹透镜的特殊光线有三条：过光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴．