半亩方塘一鉴开——光现象作图的几点技巧

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  在每年的中考试题中,作图题是必不可少的,作图题是反映同学们对知识理解和掌握程度的一种题型,在光学这部分内容中,对光的反射和平面镜成像作图的考查也是中考的重点,特别是根据平面镜成像的特点、光的反射定律、光的折射特点、凸透镜成像规律等知识作图,作图的解答要求准确、规范,然而同学们在作图时,有时会虚实线不分,光传播方向会标反,更有时会无法下手,下面介绍几种作图题的解答技巧。
  1根据光的反射规律、折射特点作图,法线是桥梁
  在光的反射和折射现象中,中考试题中经常会出这样的题目:
  1.1已知入射光线(或反射光线)要求画出反射光线(或入射光线)和折射光线。
  这类题的解题技巧是:
  (1)先画出“法线”。
  (2)确认对应角度(入射角或反射角),
  (3)根据它所遵循的规律定所求光线的位置,
  例1(2009年成都)如图1所示,一细光束射到平面镜MM的O点处,请根据光的反射规律画出它的反射光线,标明反射角大小。 br>  
  分析只要先过入射点画出法线,就能根据反射定律和折射规律画出反射光线和折射光线,如图乙。
  1.2已知入射光线和反射光线确定平面镜的位置
  解题技巧(1)找出入射光线和反射光线的夹角的角平分线即“法线”。
  (2)過入射点作法线的垂线就是平面镜的位置,
  例3(2008年滨州)小明妈妈的钱包掉到了沙发下,没有手电筒,小明借助平面镜反射灯光找到了钱包,图3(a)中已标出了反射光线和入射光线,请你在图中画出平面镜,并保留作图痕迹
  分析先用尺规作图找出“法线”,平面镜与法线垂直,就能确定平面镜的位置,如图3(b)。 br>  
  分析由图中的LEOC=LFOC=30。可知CD为“法线”,AB为界面,  2根据光的反射规律、折射特点作图,眼睛定方向
  在做光的作图题时,同学们经常忘记标方向或将方向标反,就会出现人眼发光的错误现象,这类题的解题技巧是:有人眼睛的时候,反射光线、折射光线的箭头都指向人眼,
  例5如图5所示,小明通过一平面镜看到了桌子下面的小球图甲中画出了入射光线和反射光线,但末标出光的传播方向,在图中用箭头标出光的传插方向,并根据光的反射定律画出平面镜。 br>  
  分析平面镜所成的像是虚像,即反射光线的反向延长线形成的,也就是说,反射光线的反向延长线经过虚像点,所以将反射光线OB、O、B'反向延长交于s',s'就是点光源的像,根据平面镜成像的特点,找到s'关于平面镜对称点s就是点光源,如图乙所示。
  3.2利用凸透镜所成的像和经过凸透镜的三条特殊光线来作图
  例7如图7所示,00'为凸透镜的主光轴,S'为点光源S经凸透镜成的像,sA为光源S发出的一条光线,请在图中适当的位置画出凸透镜,并完成光线SA通过凸透镜的光路图。 br>  
  分析光射到三棱镜上将发生两次折射,一次是光从空气射人玻璃,另一次是光从玻璃射向空气,遵循光的折射规律,如图(6)。
  5根据光的反射规律、折射特点作图,全方位综合
  例9(2010年广东茂名)如图9所示,一束光射向凸透镜经折射后,折射光线射到一个平面镜上,请在图中画出射向凸透镜这束入射光和经平面镜反射的光路,并标出反射角的度数。 br>  
  分析在做光学大综合题时,要分清各个光学元件对光的作用,如凸透镜对光起会聚作用,平面镜能改变光的传播方向,按光传播的方向,遵循光传播的规律,依次画出出射光线。
  “半亩方塘一鉴开”,光学作图的题目千变万化,但光在传播过程中始终遵循光的直线传播、光的反射和光的折射规律,同学们在作图过程中,能掌握几点作图的策略,遵循光的传播规律,那么,你就会有“天光云影共徘徊”的收获。
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