Question

17．（1）如图1所示，画出光线a和b通过透镜前后的完整光路．
（2）当光线从水中射向空气时，它的反射光线如图2所示．画出入射光线和折射光线；
（3）如图3所示，有两条光线分别从凸透镜的两倍焦距（P）处和一倍焦距（F）处射向凸透镜，请在图中画出它们通过透镜后的光路．

Answer 1

分析 （1）在作凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图．
（2）要解决此题，首先知道光从水中射入空气中时，在表面同时发生光的反射和折射．需要掌握光的反射和折射定律的内容．
光的反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角．
光的折射定律：折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角．
（3）根据凸透镜成像时，物体在二倍焦距处，所成的像是等大倒立的实像，像在二倍焦距处，所以过二倍焦距处的入射光线经凸透镜折射后一定过另一侧二倍焦距处，据此画出左边入射光线的折射光线；
根据凸透镜的特殊光线（过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴）画出过焦点的入射光线的折射光线．

解答 解：（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点．过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变．如图1所示：
（2）首先画出法线，在发生反射时，反射角等于入射角；光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，折射光线远离法线，如图2所示；
（3）过二倍焦距处的入射光线的折射光线通过凸透镜另一侧二倍焦距处；过焦点的入射光线的折射光线平行于主光轴，如图3所示：

点评 此题考查了凹透镜、凸透镜的三条特殊光线的作图、光的反射和折射定律作图，是一道综合作图题．