Question

按照题目要求作图：

（1）如图1所示，a、b分别为一束入射光线和一束出射光线．请画出a经过凹透镜后的折射光线和与b对应的入射光线．
（2）如图2所示，一束光与平面镜成45°角射到平面镜上，请根据光的反射定律画出它的反射光线，并标明反射角的大小．
（3）如图3所示为光从空气斜射入水的光路图，请在图中画出界面和法线的位置．（法线用虚线，界面用实线）

Answer 1

分析：（1）先确定所给的入射光线和折射光线的特点，然后根据凹透镜的光学特点作图．
（2）根据光的反射定律作图：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．入射光线与镜面成45°，故入射角是45°，所以反射角也是45°．
（3）光从空气斜射入水时，在空气与水的界面上光会发生反射与折射现象，由光的反射定律与光的折射定律可确定界面及法线．

解答：解：（1）延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变．如图所示：
（2）先过反射点垂直反射面作出法线，并求得入射角为45°，所以反射角也为45°；
再在法线的另一侧根据反射角等于入射角作出反射光线，标出反射角，如图：
（3）光从空气斜射入水时，在空气与水的界面上，光会发生反射现象与折射现象，法线与界面垂直．
由光的反射定律知：入射光线与反射光线在界面的同侧，在同一种介质中，入射光线与反射光线位于法线的两侧，
入射光线射向界面，反射光线背离界面射出．由折射定律知：光从空气斜射入水时，入射光线与折射光线在界面的两侧，
入射光线与折射光线位于法线的两侧，折射角小于入射角．由光路图及以上光的反射及折射定律可确定法线及界面．如图所示．

点评：本题考查了凹透镜三条特殊光线的作图，利用光的反射定律和折射定律作图的能力．熟悉入射光线、反射光线、折射光线的传播方向，知道它们与界面及法线的位置关系，是解此题的关键．