Question

19．（1）如圖1有一束光從空氣斜射入水中，請(qǐng)畫(huà)出反射光線(xiàn)和折射光線(xiàn)．
（2）作出圖2中光線(xiàn)穿過(guò)透鏡后的路徑．

（3）小宇的媽媽喜歡在家 中養(yǎng)花，為了使客廳里花盆中的花能茁壯成長(zhǎng)，小宇想讓室外太陽(yáng)光照射到盆中花上的B處，如圖3．請(qǐng)你在圖中把光路補(bǔ)充完整并過(guò)A點(diǎn)畫(huà)出放置的平面鏡．
（4）如圖4所示，S是一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，S′是它在平面鏡中成的像，SA是S發(fā)出的一束光．請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫(huà)出平面鏡的位置和SA經(jīng)平面鏡反射后的光線(xiàn)．
（5）如圖5所示，潛水員眼睛在水下A點(diǎn)處，B點(diǎn)有條小魚(yú)，C點(diǎn)有只小鳥(niǎo)，請(qǐng)作出潛水員觀察魚(yú)、鳥(niǎo)的光路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反射定律：反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一個(gè)平面內(nèi)，反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)，反射角等于入射角，作出反射光線(xiàn)；根據(jù)光由空氣斜射進(jìn)入水中折射光線(xiàn)向法線(xiàn)偏折，折射角小于入射角作出折射光線(xiàn)．
（2）在作凸透鏡或凹透鏡的光路圖時(shí)，先確定所給的光線(xiàn)的特點(diǎn)再根據(jù)透鏡的光學(xué)特點(diǎn)來(lái)作圖．
（3）光的反射定律的內(nèi)容：入射光線(xiàn)、反射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一平面上，反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)，反射角等于入射角．首先根據(jù)已知條件確定反射光線(xiàn)，根據(jù)反射角等于入射角確定法線(xiàn)，作法線(xiàn)的垂線(xiàn)即鏡面的位置．
（4）根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)知，像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)，則鏡面位置在SS′的中垂線(xiàn)上，作出鏡面后，再找到入射點(diǎn)O，連接S′O并延長(zhǎng)到B，則OB即為反射光線(xiàn)．
（5）根據(jù)光在同種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播的規(guī)律作出潛水員觀察魚(yú)的光路圖；根據(jù)光從空氣中進(jìn)入水中時(shí)折射角小于入射角的規(guī)律作出潛水員觀察鳥(niǎo)的光路圖．

解答 解：（1）在空氣中法線(xiàn)的另一側(cè)作出反射光線(xiàn)，注意反射角等于入射角；在水中法線(xiàn)的另一側(cè)作出折射光線(xiàn)，注意折射角小于入射角，如下圖所示：
（2）對(duì)于凸透鏡：過(guò)焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后，平行于主光軸射出．過(guò)焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)凸透鏡后，平行于主光軸，如下圖所示：
平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凹透鏡折射后的光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)焦點(diǎn)；且過(guò)光心的光線(xiàn)傳播方向不變，故下圖所示：
（3）連接AB，此線(xiàn)即為反射光線(xiàn)，然后作出入射光線(xiàn)和反射光線(xiàn)夾角的角平分線(xiàn)，即為法線(xiàn)；再作一條線(xiàn)段與法線(xiàn)垂直，該線(xiàn)段的位置即為鏡子的位置．如下圖所示：
（4）連接SS′，做出SS′的中垂線(xiàn)，即為鏡面；延長(zhǎng)SA交鏡面于點(diǎn)O，連接OB就得到SA的反射光線(xiàn)，如下圖所示：
（5）直接連接BA，光線(xiàn)方向從B指向A，光線(xiàn)BA即為潛水員觀察魚(yú)的光路圖；首先確定入射點(diǎn)O，點(diǎn)O在AC連線(xiàn)與界面交點(diǎn)的左側(cè)，連接CO與OA即為入射光線(xiàn)與折射光線(xiàn)，如下圖所示：

點(diǎn)評(píng) 此題考查了光學(xué)中的作圖，明確光學(xué)中的規(guī)律、光學(xué)元件的特點(diǎn)，而后逐個(gè)做出對(duì)應(yīng)的光路圖即可．