Question

7．（1）如图1所示，一束光线与水平面成30°角从空气斜射到水面时，发生反射和折射，画出它的反射光线（标出反射角的大小）和折射光线的大致方向．
（2）如图2所示，两条入射光线分别过凸透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凸透镜折射后的光线．
（3）根据平面镜成像特点，在图3中作出AB在平面镜中的像．

Answer 1

分析 （1）反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；
折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线法线偏折，折射角大于入射角，画出折射光线．
（2）在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图．
（3）要作出物体AB在平面镜中的像，要先知道平面镜成像的特点：像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、大小相等、虚像、左右相反，及像与物关于平面镜对称；
其次，先作出两个端点A、B在平面镜中的像点，连接像点即为物体AB在平面镜中所成的像．

解答 解：（1）图中入射光线与界面的夹角是30°，入射角是入射光线与法线的夹角，因此入射角是90°-30°=60°；反射角是反射光线与法线的夹角，反射角等于入射角也为60°．
光由空气斜射进入水中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，据此完成光路，如下图所示：

（2）通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变．如图所示：

（3）先根据像与物关于平面镜对称，作出端点A、B在平面镜中的像点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像，如图所示：

点评 （1）光斜射到两种透明介质的界面上，一般要发生反射和折射，反射与入射在同一种介质中，要按反射定律作图；折射与入射在不同的介质中，要按折射定律去作图．
（2）凸透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴．②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变．
（3）本题考查了如何作出物体在平面镜中的像．在作出物体在平面镜中所成的像时，注意先作出端点或关键点的像点，用虚线连接就能得到物体在平面镜中的像，一定要掌握这种技巧．