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        光現(xiàn)象作圖專題突破

        2023-12-16 12:44:18謝玉珠
        關(guān)鍵詞:反射角入射光平面鏡

        謝玉珠

        歷年中考試題中光現(xiàn)象作圖題是必考題型之一。光現(xiàn)象作圖題主要考查同學(xué)們對光學(xué)部分的基本概念(如光線、實像、虛像)、基本規(guī)律(如光的反射定律、平面鏡成像規(guī)律、光的折射規(guī)律)的理解與掌握。讓我們一起來總結(jié)中考光現(xiàn)象作圖題的常見問題,輕松搞定光學(xué)作圖吧!

        一、光的反射

        1.根據(jù)入射光線作出反射光線

        例1 如圖1所示,一束激光沿ab方向入射到“角反射器”的平面鏡S1上,請在圖中畫出經(jīng)平面鏡S1、S2反射后的光路。

        解析:如圖1所示,光線射到鏡面S1,過光線的入射點作垂直于鏡面S1的法線。根據(jù)光的反射規(guī)律,反射角等于入射角,可作出反射光線。該反射光線射到S2時再次反射,過光線的入射點作垂直于鏡面S2的法線。根據(jù)光的反射規(guī)律,反射角等于入射角,可作出反射光線。答案見文末。

        方法歸納:光線經(jīng)過相互垂直的鏡面反射兩次后,最終的反射光線與最初的入射光線平行。

        2.根據(jù)入射光線和反射光線畫出平面鏡的位置

        例2 如圖2所示,利用一塊平面鏡使太陽光水平射入隧道內(nèi),請你通過作圖畫出平面鏡,并在圖中標(biāo)出反射角的度數(shù)。

        解析:圖中給出了入射光線和反射光線,根據(jù)反射角等于入射角的關(guān)系,作入射光線和反射光線的角平分線,即為法線;過入射點作法線的垂線即為平面鏡的位置;入射光線與水平面成60°,水平射入隧道內(nèi),180° - 60°=120°,即入射光線和反射光線夾角為120°,根據(jù)反射角等于入射角,得反射角為60°。答案見文末。

        二、平面鏡成像作圖

        1.根據(jù)平面鏡成像特點作出物體的像

        例3 請在圖3中畫出三角形ABC在平面鏡MN中所成的像。

        解析:先作出端點A、B、C(物體上的特殊點)關(guān)于平面鏡的對稱點A′、B′、C′,由于平面鏡成的是虛像,所以用虛線連接A′B′、B′C′、A′C′,三角形A′B′C′即為三角形ABC在平面鏡MN中所成的像。答案見文末。

        方法歸納:平面鏡成像作圖的注意事項:(1)借助工具作圖,作圖要規(guī)范;(2)物體用實線,虛像用虛線;(3)作圖痕跡的輔助線一般用虛線,垂直關(guān)系一般標(biāo)出垂直符號;(4)畫平面鏡時,在鏡子背面打上斜線(在像的一側(cè));(5)作出的像與物必須關(guān)于鏡面對稱。

        2.光經(jīng)平面鏡反射經(jīng)過固定點

        例4 如圖4甲,牙醫(yī)可以借助平面鏡觀察牙齒的內(nèi)側(cè)。請在圖4乙中畫出能反映此過程的光路圖。

        解析:根據(jù)平面鏡的像、物關(guān)于鏡面對稱,先作出牙齒關(guān)于平面鏡的對稱點(像點),連接像點與人眼交平面鏡于點O(根據(jù)反射光線的反向延長線經(jīng)過像點,確定入射點O)。連接牙齒和O點為入射光線,標(biāo)注箭頭,完成光路。答案見文末。

        3.根據(jù)反射光線確定像的位置

        例5 如圖5所示,AB、CD是鏡前一點光源S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡MN反射后的兩條反射光線,請在圖中畫出點光源S的位置。

        解析:根據(jù)反射光線的反向延長線經(jīng)過像點,先將兩條反射光線AB、CD反向延長,交于一點S′(即像點,注意:鏡子的背面沒有光線,反向延長線必須用虛線)。根據(jù)平面鏡成像時,像與物關(guān)于鏡面對稱,作出S′點關(guān)于平面鏡的對稱點S,即為發(fā)光點的位置,并連接SA、SC畫出入射光線。答案見文末。

        三、光的折射

        1.根據(jù)光的折射規(guī)律作圖

        例6? ?如圖6所示,一束激光從空氣斜射入盛有水的方形玻璃缸,并從側(cè)面射出,請畫出這束激光穿過玻璃缸的光路圖。玻璃的厚度忽略不計。(不考慮光的反射)

        解析:當(dāng)光從空氣斜射入水中時,折射角小于入射角;當(dāng)光從水中斜射入空氣中時,折射角大于入射角。注意:根據(jù)光路可逆,入線光線和出射光線應(yīng)是平行的。答案見文末。

        方法歸納:根據(jù)光的折射規(guī)律作圖注意事項:(1)可利用口訣“空氣中的角度大”來記憶,即入射光線在空氣中時,入射角大于折射角,折射光線在空氣中時,折射角大于入射角;(2)折射光線反向延長線的交點即為像的位置,這是確定入射點的隱含條件;(3)無論是人在水中看岸上的物體,還是人在空氣中觀察水中的物體,折射光線始終都是射入人眼中的,畫圖時尤其要注意光線的方向不要標(biāo)錯。

        例7? ?如圖7甲是小明家的魚缸,魚缸左側(cè)的玻璃上有一條魚的像。圖7乙是其簡化圖,A為魚缸中實際的魚,B為小明眼睛的位置。請你在圖7乙中畫出:

        (1)魚A在左側(cè)玻璃中的像A';

        (2)小明在魚缸前方看到水中魚的大致光路圖。

        解析:平面鏡成像時,像與物體關(guān)于鏡面是對稱的,據(jù)此可以畫出[A]的像[A'];魚在[A]處,魚反射的光線斜射入空氣中時會遠(yuǎn)離法線,折射光線進(jìn)入小明的眼睛,小明逆著折射光線看去,看到的魚的像在[A]的下方。答案見文末。

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