例7、用作图法在图9中作出人眼(A)通过平面镜MN所能观察到的范围。
解答:①过平面镜两端点M、N作法线;②画反射光线MA和NA;③根据反射角等于入射角画出入射光线CM与BN,CB即为人眼能观察到的范围。
类型Ⅱ:透镜作图
1、画入射光线或折射光线
例1、在图1的甲、乙两图中画出经过透镜的折射光线。
解题指导:主要根据透镜对光线的作用,画出相应的光线,特别掌握几种特殊的光线:①平行于凸透镜主光轴的光线经过透镜折射后会聚在焦点上。②过凸透镜焦点的光线经透镜折射后平行射出。③平行于凸透镜主光轴的光线经过透镜折射后发散,将其反向延长过虚焦点。④入射光线的延长线经过另一侧的虚焦点,则光线经凹透镜后,折射光线平行射出。⑤经过透镜光心的光线,方向不变。根据图1中入射光线的特点,很容易画出折射光线。(如图2所示)
2、根据入射光线和折射光线,确定透镜类型 例2、如图3所示,请你填上合适的透镜。
解题指导:首先要比较折射光线与入射光线,若折射光线比入射光线更加会聚,则一定是凸透镜;反之,就是凹透镜。
怎样理解凸透镜对光束的会聚作用呢?先假设没有透镜,则光应沿直线传播如图4中C1、C2所示,实际光线虽没有会聚在一起,但仍比原来靠近很多,表明透镜对光线起到会聚作用。所以不能根据经透镜折射的光线是否相交来判定透镜的类型。所谓的会聚作用是指折射光线比入射光线更加向主光轴偏折;发散作用是指折射光线比入射光线更加远离主光轴。
所以在图3中应填上凸透镜。
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3、黑盒子问题
例3、在图5的方框内有一个透镜,已知单箭头的出射光线与单箭头的入射光线对应,双箭头的出射光线与双箭头的入射光线相对应,在图中适当位置填入所用的透镜。
解题指导:先将对应的光线连接起来形成光路,再进一步判定透镜对光线起会聚还是发散作用。从图6中可以看出入射光线经过焦点后成发散光束,而经过透镜的折射后成平行光束,折射光线比入射光线靠近主光轴。所以这是个凸透镜,透镜在光线发生偏折的位置上。
[练习题]
(1)要借助工具作图,作图一定要规范。
(2)是实际光线画实线,不是实际光线画虚线。
(3)光线要带箭头,光线与光线之间要连接好,不要断开。
(4)作光的反射或折射光路图时,应先在入射点作出法线(虚线),然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线。 一、光的反射定律作图
1、作出下列各图的入射光线(或反射光线、镜面) 2、小明用平面镜将一束太阳光反射到竖井底(如图所示),请在图上作出平面镜的位置。
二、根据平面镜成像的特点作图
3、根据平面镜成像特点画出镜中的像(或镜前的物体)。
A’
B’
‘
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三、根据平面镜成像的原理作图
4、根据平面镜成像的原理作出发光点S在平面镜中的像。
5、如下左图所示,画出发光点S发出的光线经平面镜反射后过图中P点的光路图。 6、如下中图所示,S'为点光源S在平面镜MN中的像,SA为光源S发出的一条光线,请画出平面镜MN,并完成光线SA的光路。
7、如下右两图是光源S经平面镜反射的两条光线,请画图确定光源位置,并完成光路图。
四、根据光的拆射定律作图(记住在空气中的角大于在其它介质中的角) 8、作出下列各图的入射光线(或折射光线)。
空气
空气 水 玻璃
9、如下图所示,玻璃水缸底部C点处有一块小雨花石,人眼在A点看到雨花石在B点,要使从A点射出来的一束极细的激光能照到缸底的雨花石上,请画出光路图。
10、如上中图所示,—束光射向三棱镜,画出这束光两次折射的大致光路。
11、如上右图所示,一束光线斜射向一块玻璃砖的侧面。请画出光线进入玻璃砖的折射光线和从玻璃砖的另一侧面射出时的折射光线。 12、画出下左图中的反射、折射光路。
13、将一平面镜斜放在装有水的水槽中,有一束光线垂直射向水面,如下右图所示,请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。
五、根据光的直线传播作图 14、画出物体经过小孔后在光屏上成的像,是__________(填“正立”或“倒立”)的__________(填“实相”或“虚像”)。
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15、请你在两个黑箱中分别填入合适的镜面,并将光路补充完整。
16、如图所示。已知入射光线射到平面镜上,画出反射光线。
17、如图所示。已知两块平面镜夹角是60°,当入射光线与其中一块镜面的夹角是30°时,画出这条光线在两镜间的反射光线。
18、如图所示中的箭头AB,表示平面镜前的物体,利用平面镜成像的规律画出AB的像A'B'的位置。
19、如图所示是一个简易的潜望镜,当一条光线射入潜望镜后发生两次反射,请完成光路图。
20、A、B是一条入射光线,射到如图所示甲、乙的方框内,在方框内适当位置放两块平面镜,使入射光线反射后可沿CD射出,请画出平面镜的位置。
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21、如图所示,在地面上竖直竖立一长杆AB,图中带箭头的线是一束照到地面的太阳光,请作出长杆AB在地面上的影子。
22、如图所示,一条光线斜射到厚玻璃板上,试画出光线经过玻璃板上、下两个表面产生的折射光线的示意图。
23、一束光线AO从玻璃斜射到玻璃和空气分界面上,如下左图所示,请在图中作出该束光线在界面上的反射光线和折射光线的大致光路。
24、 一束光线从空气射至空气和水的界面上,如下中图所示,试在图上画出反射光线,并大致画出折射光线。
25、如上右图,光从某种透明的物体射入空气,已知入射角为30°,折射角与入射角两者相差15°,请你画出它的折射光线,并把折射角的度数标在图上。
26、光在玻璃与空气的界面上发生反射和折射,光路如图所示,光线OC方向已知。 (1) 在图中标明玻璃与空气的界面MN。 (2) 标明另两条光线的方向。 (3) 标出界面两侧的物质名称。
27、如下左图所示,S1、S2是发光点,AB是挡板,试作出屏幕上光完全照不到的地方。 28、如下中图所示,ab是两个发光点,人从某个方向观察,发现两点的像重合起来了,试确定这个方向。
29、如上右图,S1是发光点经平面镜所成的像,若将平面镜转动一个位置,发光点的像变成了S2试确定平面镜的新位置。
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