Question

（1）在圖1中，一束光線AO從空氣斜射到水面，完成光路圖．
（2）請(qǐng)畫出圖2中入射光線經(jīng)過(guò)凹透鏡后的折射光線．
（3）在圖3中作出B點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射時(shí)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的光路圖

（4）請(qǐng)?jiān)趫D4所示的圖中填上合適的鏡子．
．

Answer 1

分析：（1）光射到水面，既發(fā)生了折射，又發(fā)生了反射，根據(jù)圖示的入射光線，利用光的反射規(guī)律可以做出對(duì)應(yīng)的反射光線；利用光的折射規(guī)律可以做出對(duì)應(yīng)的折射光線．
（2）延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)的入射光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸，根據(jù)圖示作出折射光線．
（3）根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)知，反射光線好像是由像點(diǎn)發(fā)出的，由物與像關(guān)于鏡面對(duì)稱，作出像點(diǎn)后，作出射線B′A，與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)，再完成光路．
（4）平面鏡能夠反射光線；凹透鏡對(duì)光線起發(fā)散作用；凸透鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用．因此根據(jù)光線的特點(diǎn)選擇合適的光線元件．

解答：解：（1）過(guò)入射點(diǎn)O，做垂直于水面的法線，由此確定了入射角的大小及入射光線位于法線的左側(cè)．根據(jù)光的反射規(guī)律可知，反射角等于入射角，并且反射光線位于法線的右側(cè)．由此可以做出反射光線OB．
光從水中進(jìn)入空氣，折射角小于入射角，折射光線與入射光線分居法線的兩側(cè)，由此可以確定折射光線OC，如下圖所示：
（2）由于入射光線的延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)，故折射光線平行于主光軸，如圖所示：
（3）過(guò)鏡面作出點(diǎn)P的對(duì)稱點(diǎn)B′，即為點(diǎn)光源P在平面鏡中的像，連接B′A與鏡面交于O點(diǎn)，即為入射點(diǎn)（反射點(diǎn)），連接光源和入射點(diǎn)就得到入射光線，如下圖所示：

（4）①圖中的光學(xué)元件不能使光線透過(guò)，但能改變光路，所以該元件是平面鏡．
②圖的折射光線比入射光線向主光軸靠攏，所以該元件對(duì)光線有會(huì)聚作用，因此是凸透鏡．
③圖的折射光線比入射光線更加遠(yuǎn)離主光軸，所以該元件對(duì)光線有發(fā)散作用，因此是凹透鏡．
如下圖所示：

點(diǎn)評(píng)：（1）在兩種介質(zhì)的界面上，折射和反射一般是同時(shí)發(fā)生的，反射角和折射角隨入射角的增大而增大，反射光線和入射光線在同種介質(zhì)中，折射光線和入射光線在兩種不同的介質(zhì)中．
（2）凹透鏡的特殊光線有三條：過(guò)光心的光線其傳播方向不變，平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線反向延長(zhǎng)通過(guò)焦點(diǎn)，指向另一側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸．
（3）本題還可以作出A點(diǎn)的像A′，連接BA′與鏡面交于O點(diǎn)，從而確定入射光線和入射點(diǎn)，連接OA畫出反射光線．
（4）本題考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，對(duì)學(xué)生的要求較高，要求學(xué)生熟練掌握各種光學(xué)元件的光學(xué)特點(diǎn)．