Question

按要求完成光路图：
（1）请在图（1）中画出反射光线并标出反射角β；
（2）请在图（2）中作出物体AB在平面镜中的像；
（3）画出图（3）所示光线的折射光线；
（4）将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图（4）所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图．

Answer 1

解：（1）使入射光线、反射光线和法线在同一平面内，过反射点作法线，使反射角等于入射角作出反射光线；如下图所示：
（2）先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为物体AB的像，如下图所示：
（3）对于凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点．过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；
对于凹透镜，平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，如下图所示：
（4）①先画出光线垂直射入水中，此时光线方向不变．
②接着画光在平面镜上的反射：先画法线，然后反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．
③最后画光从水中射入空气中：先画法线，然后入射光线和折射光线分居法线的两侧，且折射角大于入射角．
如下图所示：

分析：（1）光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角；入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角．
（2）平面镜成像的特点是：像与物关于平面镜对称，可以先作出物体A、B端点AB的像点A′、B′，连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像．
（3）在作凸透镜或凹透镜的光路图时，先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点来作图．
（4）光线垂直射向水面，此时光线的方向是不变的；光在水中射到平面镜上被反射，反射要遵循反射定律，入射光线和反射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角；被镜面反射的光从水中射向空气，此时水中入射光线与法线的夹角为入射角，空气中折射光线与法线的夹角为折射角，入射光线和折射光线分居法线的两侧，且折射角大于入射角．
点评：（1）作反射光线时，先确定反射点，根据反射角等于入射角在同一平面内法线的另一侧画出反射光线，注意完成题目的要求．
（2）平面镜成像时像与物关于平面镜对称，要注意先作出端点或关键点的像点，再用虚线连接得到物体的像．
（3）凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点．
凹透镜有三条特殊光线：过焦点的光线传播方向不变，平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴．
（4）考查了光的折射规律和光的反射定律．注意当光垂直入射到另一种介质中时，传播方向不变，即折射角和入射角都是0°．