1 光的反射
作圖要點:
(1)物、像關(guān)于平面鏡對稱;
(2)平面鏡是物點和像點連線的垂直平分線;
(3)反射角等于入射角,法線是反射光線和入射光線夾角的角平分線,且法線與鏡面垂直,平面鏡成像時,所有反射光線的反向延長線一定經(jīng)過鏡后的像。
1.1 確定平面鏡和反射光線的位置
例1 如圖1所示,S′為點光源S在平面鏡MN中的像,SA為光源S發(fā)出的一條光線,請畫出平面鏡MN,并完成光線SA的光路。
分析 本題關(guān)鍵是根據(jù)平面鏡成像的對稱性,即像與物體的連線與平面鏡垂直,像與物體到鏡面的距離相等,連接SS′并作其中垂線就是平面鏡的位置(如圖2所示),其它問題迎刃而解。
作圖方法:
(1)連接發(fā)光點s和像點s′;
(2)作SS′的垂直平分線,即為平面鏡的位置;
(3)連接S′A(A為入射光線與鏡面的交點即為入射點),向前延伸作光線,則這條光線為入射光線SA的反射光線(如圖2所示)。
1.2 確定像、物的位置
例2 如圖3所示,平面鏡上方有一豎直擋板P,AB和CD是擋板左側(cè)點光源S發(fā)出的經(jīng)平面鏡反射后的兩條光線,在AB和CD之間的區(qū)域內(nèi)可以看到這一發(fā)光點S在平面鏡中的像S′,試在圖中找出擋板左側(cè)這個發(fā)光點的位置。
解析 反向延長AB和CD相交于S′,則S′就是這個發(fā)光點S的虛像。過S′點向平面鏡作垂線,垂足于O并延長至S,使OS等于S′O,由平面鏡成像的特點可知,S點就是所求發(fā)光點的位置(如圖4)。
2 光的折射規(guī)律
作圖要點:
(1)凸透鏡對光線有會聚作用;凹透鏡對光線有發(fā)散作用。
(2)光從空氣斜射入其它介質(zhì),折射角小于入射角;反之,則折射角大于入射角。
(3)三條特殊光線:光線通過凸透鏡時有三條特殊光線,第一條是從平行凸透鏡主軸射過來,則出射光線經(jīng)過凸透鏡的另一側(cè)的焦點;第二條是經(jīng)過凸透鏡焦點的光線射向凸透鏡后,出射光線將平行于主軸;第三條是經(jīng)過光心的光線射向凸透鏡后仍沿原方向傳播。
2.1 根據(jù)折射規(guī)律作圖
例3 如圖5所示是上、下表面平行的玻璃磚,一束光從空氣斜射到玻璃磚的上表面,這束光從玻璃磚的下表面透射后的光路圖是怎樣的?
解析 光在上表面是從空氣斜射入玻璃,根據(jù)光的折射規(guī)律可知這時折射角Υ小于入射角i;同理,在下表面時,光是從玻璃斜射入空氣,由于上、下表面平行,因此,入射角等于Υ,根據(jù)光路可逆原理,這時折射角應(yīng)等于i,所以透射光平行于入射光,并向左側(cè)移動了一段距離。光路圖如圖6所示。
2.2 根據(jù)特殊光線作圖
例4 圖7中S為點光源,S′為點光源的像,圖中所畫直線為凸透鏡主軸,作出凸透鏡及凸透鏡的焦點。
分析 先由第三條特殊光線定光心,再根據(jù)凸透鏡主軸概念、光心位置畫凸透鏡;然后運用第一條特殊光線,過S點作主軸平行線交凸透鏡于A點,連接S′A,交主軸于點F1,點F1即為凸透鏡的一個焦點;過S′作主軸平行線交凸透鏡主軸于B點,連SB交主軸于點F2,點F2為凸透鏡的另一焦點(如圖8所示)。
3 作圖注意事項:
(1)要借助工具作圖,作圖一定要規(guī)范
(2)是實際光線畫實線,不是實際光線畫虛線。
(3)光線要帶箭頭,光線與光線之間要連接好,不要斷開。
(4)作光的反射或折射光路圖時,應(yīng)先在入射點作出法線(虛線),然后根據(jù)反射角與入射角或折射角與入射角的關(guān)系作出光線。
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