Question

20．按要求完成下列各题：

（1）如图1，一束激光照射在长方形玻璃砖的左侧，请大致画出这束光穿过玻璃砖的光路．
（2）如图2所示，已知凸透镜的一条折射光线和一条入射光线，请你对应画出它们的入射光线和折射光线．
（3）如图3是一魔术箱，一束激光从左侧小孔射入，右侧小孔射出，但奇怪的是中间有一挡板，请你利用四块平面镜完成内部光路图．

Answer 1

分析 （1）这束光通过玻璃砖要发生两次折射：
第一次是从空气斜射进入玻璃砖，折射光线会向法线偏折，折射角小于入射角，画出进入玻璃砖的折射光线；
第二次是光由从玻璃砖内部斜射到玻璃砖的左表面，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，画出从玻璃砖射出的折射光线；
因为玻璃砖左右表面平行，所以第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，所以第二次折射的折射角一定等于第一次折射的入射角，这样玻璃砖左右表面外侧的光线一定平行．
（2）先确定所给的入射光线和折射光线的特点，然后根据凸透镜的光学特点作图．
（2）首先根据激光束从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出时光线的特点，然后再根据面镜对光线的作用，即可解答．

解答 解：（1）第一次折射在玻璃砖内部法线的另一侧画出折射光线，注意折射角小于入射角，并交玻璃砖下表面于点O′；
过O′垂直下表面作出法线，在玻璃砖表面右侧空气中法线的另一侧画出折射光线，注意折射角大于入射角，特别注意折射光线与左表面的入射光线平行，如图所示：
（2）入射光线过光心，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；
通过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴．如图所示：
（3）由激光束从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出时光线的方向没有发生改变，
其实就是四块平面镜的反射，如下图所示：

点评 此题考查光的折射定律、凸透镜有三条特殊光线、光的反射定律及其应用，此题的第3个图通过人们喜欢的魔术考查光的反射知识，题目新颖，能够激发学生学习物理的兴趣．