Question

按要求完成下列光學作圖

（1）如圖1所示，反射光線OB從鏡面斜射向空氣，請在圖中畫出這條反射光線的入射光線．
（2）如圖2所示，SA表示從空氣斜射向水面的一束光線，請在圖中畫出這束光線從空氣射入水中的折射光線（大致方向）．
（3）如圖3所示，平面鏡前有一線狀發光物體AB，請根據平面鏡成像特點作出AB在平面鏡中所成的像．
（4）如圖4所示，畫出一束平行主軸的光線經過凸透鏡折射后的傳播方向．
（5）一束光線經過一個透鏡前后的情況如圖5所示，請在圖5中虛線框內畫出這個透鏡．

Answer 1

分析：（1）根據反射定律：反射光線、入射光線和法線在同一平面內，反射光線、入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角作出入射光線．
（2）光由空氣斜射入水中，發生折射，折射光線和入射光線也分居法線兩側，分居在兩種介質中，折射角小于入射角．
（3）平面鏡成像的特點是：像物大小相等、到平面鏡的距離相等、連線與鏡面垂直、左右互換，即像物關于平面鏡對稱，利用這一對稱性作出AB的像．
（4）圖示入射光線的特點是平行于主光軸，根據凸透鏡的三條特殊光線畫出對應的折射光線．
（5）根據入射光和折射光的方向，判斷光線被會聚了還是發散了．若光線被會聚則填凸透鏡，若光線被發散則填凹透鏡．

解答：解：（1）過入射點作出法線，在法線另一側根據反射角等于入射角作出入射光線，使反射角等于入射角，如圖：

（2）過入射點A作垂直于分界面的虛線，作為法線；依據折射角小于入射角，在法線的另一側水中畫折射光線，標上箭頭如圖：

（3）分別作出物體AB端點A、B關于平面鏡的對稱點A′、B′，用虛線連接A′、B′即為AB在平面鏡中的像．如圖：

（4）入射光線與主光軸平行，則折射光線過焦點．如圖所示：

（5）折射光線比起入射光線更加遠離主光軸，所以該透鏡對光線有發散作用，因此填凹透鏡．如圖所示：

點評：（1）關于光的折射作圖，記住角的大小關系：由空氣斜射入水，折射角小，由水斜射入空氣，折射角大．即空氣中的光線和法線的夾角總是大的．
（2）在平面鏡成像作圖中，若作出物體在平面鏡中所成的像，要先根據像與物關于平面鏡對稱，先作出端點和關鍵點的像點，再用虛線連接各點即為物體的像．