Question

完成下列各图中的光路或画出所成的像．
（1）画出光的反射光线

（2）画出AB在平面镜中的像

（3）画出光的折射光线

（4）太阳光线与水平面成30度的角，若用平面镜将太阳光反射后，要照到竖直的深井里，镜面与水平面成多大的角度？请在图中画出其光路图，并标出该角度．

Answer 1

分析：（1）在光的反射现象中，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；
入射光线在第一面平面镜处发生反射，其反射光线又在第二面平面镜处发生反射，最终形成反射光线射出．
（2）平面镜成像是成等大正立的虚像，像和物体各对应点的连线与平面镜垂直，
像和物体各对应点到平面镜间距离相等，实际上是以平面镜为轴对称．
（3）当光从空气中斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，
而当光从其他介质中斜射入空气中时，折射光线远离法线方向．
（4）根据题图中已知内容，标出反射光线，确定入射光线与反射光线的夹角即入射角与反射角之和，
然后标出法线，又因法线是与平面镜是垂直的，从而确定平面镜的位置．

解答：解：（1）当入射光线射向镜面时，根据光的反射定律，
画出其反射光线AB，而反射光线AB在镜面上又再次发生反射，形成反射光线BC，
如图所示：BC即为通过平面镜反射的反射光线．


（2）根据平面镜成像的规律，依次标出AB两点通过平面镜对应的像A′B′，
然后将这两点连接，且箭头方向与物本身一致，如图所示：A′B′即为AB在平面镜中成的像．


（3）当光线从空气中斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，从而得出AB，
此时AB斜射在界面上再次发生折射，此时是从玻璃射到空气中，折射角大于入射角，
即BC为最终的折射光线，如图所示：


（4）因入射光线与水平面成30°，而反射光线是竖直向下的，所以入射光线与反射光线的夹角为30°+90°=120°，
则反射角为60°，因法线可将入射光线与反射光线的夹角平分，可确定其位置，
然后作法线的垂直线就可确定平面镜的位置了，如图所示，平面镜与入射光线的夹角为90°-60°=30°，
所以镜面与水平面的夹角为30°+30°=60°，镜面与水平面成60°的角．

点评：本题主要考查的是光的反射定律及光的折射定律与平面镜成像特点在作图中的应用．