Question

8．作图题：

（1）如图甲所示，一束与水平面成30°夹角的太阳光经平面镜反射后竖直射入井中，在图中画出反射光线和平面镜的位置．
（2）完成图乙所示的光路图．
（3）如图丙所示，S点是水中鱼所在的位置，S′点是人的眼睛在A处看到的鱼的像的位置．请完成此光路图．

Answer 1

分析 （1）先过入射点作出反射光线，然后作入射光线和反射光线的角平分线，即法线，再过入射点作垂直于法线的镜面，最后根据角之间的关系求出镜面与水平面的夹角．
（2）先确定所给的入射光线和折射光线的特点，然后根据凸透镜的三条特殊光线以及光的反射定律作图．
（3）由于光的折射，人看到的鱼是鱼在水的像，比原来的位置要浅一点，故可先连接AS′，与水面的交点即为入射点，再连接入射点和S，标出光的传播方向．

解答 解：（1）因入射光线与水平面成30°，而反射光线是竖直向下的，所以入射光线与反射光线的夹角为30°+90°=120°，则反射角为60°，因法线可将入射光线与反射光线的夹角平分，可确定其位置，然后作法线的垂直线就可确定平面镜的位置了，如图所示，平面镜与入射光线的夹角为90°-60°=30°，所以镜面与水平面的夹角为30°+30°=60°，镜面与水平面成60°的角．

（2）折射光线过焦点，则入射光平行与主光轴，然后根据反射角等于入射角完成反射光线，最后根据过焦点的入射光线，经凸透镜折射后折射光线平行与主光轴．如下图所示：

（3）人之所以能看到水中的鱼，是由鱼反射的光线经水面折射后进入人眼，因此光的传播方向大致为S→A；
鱼的像是人眼逆着折射光线看到的，所以直接连接AS′，与水面的交点即为入射点；
连接S和入射点即为入射光线，如图所示：

点评 该题考查了光的反射、凸透镜和平面镜及光的折射的光路图的做法，是一道综合题．