Question

21、（1）下圖是某同學作的光路圖，他只畫了一條入射光線和另一條反射光線，請你幫他畫出發光點S和像點S′．

（2）完成光路圖

（3）如圖所示，OB是一束光線由空氣射到水面后的反射光線，在圖中畫出入射光線，標出入射角的度數，并畫出折射光線的大致方向．

Answer 1

分析：（1）先過入射點做法線，然后根據入射光線、反射光線以及法線在同一平面內，并且入射角等于反射角，確定反射光線的方向．再根據點光源發出的光線經過平面鏡反射后，反射光線的反向延長線交于像點，利用物與像關于平面鏡對稱確定點光源的位置．
（2）凸透鏡的三條特殊光線：平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點；過焦點的光線經凸透鏡折射后，平行于主光軸；
過光心的方向不變；
凹透鏡的三條特熟光線：平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后的光線的反向延長線過焦點；延長線過焦點的入射光線經過凹透鏡折射過平行于主光軸；過光心的光線傳播方向不變．
根據三條特殊光線進行作圖．
（3）先過反射點做法線，然后根據入射光線、反射光線以及法線在同一平面內，并且入射角等于反射角，確定反射光線的方向和入射角的大小；再根據入射光線、折射光線以及法線在同一平面內，折射角小于入射角大致確定折射光線的方向．

解答：解：（1）過入射點作垂直于平面鏡的法線，根據入射角等于反射角畫出反射光線，然后反向延長兩條反射光線，相交點為像點S′，再找出關于平面鏡對稱的點（即發光點S），并連接光源S與反射點完成光路．如圖所示

（2）①入射光線平行于凸透鏡的主光軸，故連接折射點和焦點F，并標出折射光線的方向；
②過光心光線傳播方向不變；
③入射光線平行于凹透鏡的主光軸，連接折射點與入射光線一側的焦點畫出折射光線，并標出方向；
④反射光線平行于主光軸，連接折射點與折射光線一側的焦點畫出入射光線，并標明方向．
如圖所示

（3）因為反射光線與水面的夾角為40°，所以入射角等于反射角等于50°；過反射點O做法線，根據入射角等于反射角畫出反射光線，并標出入射角的大小；
根據折射角小于入射角大致畫出折射光線的方向．
如圖所示

點評：本題綜合考查光的反射光路圖、光的折射光路圖以及透鏡的折射光路，是一道綜合光學作圖題．