Question

4．完成以下的光路图．
（1）已知点光源S和点A，作一条从S发出的入射光线的反射光线经过点A．
（2）两个互相垂直的平面镜，画出入射光线AB经平面镜两次的反射光线．
（3）作出图中的物体AB在平面镜中成的像
（4）画出经过玻璃砖的折射光线．

Answer 1

分析 （1）根根据平面镜成像的特点知，反射光线好像是由像点发出的，由物与像关于镜面对称，作出像点后，作出射线S′A，与镜面的交点为入射点，再完成光路．
（2）两个互相垂直的平面镜的特点是对光线进行两次反射，根据反射定律可知，两次反射的光线与入射光线是始终平行的，因此，只要入射光线的方向不变，两次反射后的光线方向就不会改变．
（3）平面镜成像的特点：像物大小相等、连线与镜面垂直、到平面镜的距离相等、左右互换，即像物关于平面镜对称，利用这些关系作出物体AB的像
（4）光线通过玻璃砖在两个表面发生两次折射：第一次从空气斜射进入玻璃砖，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；第二次从玻璃砖斜射进入空气，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角．

解答 解：过镜面作出点S的对称点S′，即为点光源S在平面镜中的像，连接S′A与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接SO就得到入射光线，如下图所示：

（2）光线在两个面上都发生了反射，那么其两次反射的光线和入射光线就是平行的，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：

（4）第一次折射：先过入射点O垂直玻璃砖上表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角；
第二次折射：先过O′点垂直玻璃砖下表面作出法线，再在玻璃砖的下侧空气中作出折射光线，注意折射角大于入射角，折射光线与玻璃砖上表面的入射光线平行，如图所示：

点评 （1）本题还可以作出A点的像A′，连接SA′与镜面交于O点，从而确定入射光线和入射点，连接OA画出反射光线．
（2）解决光学的问题，做作图是非常有效的方法，对于互成直角的反射器来讲，它二次反射的光线与入射光线平行，应该作为一条规律记住它．
（3）平面镜成像作图的方法有两种：一种是根据平面镜成像的特点来作，另一种是根据光的反射定律来作，没有特殊要求的情况下，根据平面镜成像特点作图要简洁、容易．
（4）本题考查光的折射光路的画法，本题的关键是掌握光的折射规律，根据折射规律作图．