作光学图的思路与方法

梅建功

光学作图题是一种重要的题型，也是中考的常考点.《光现象》一章的作图题大致可分为三大类．

■ 画反射光路

１． 考查类型：（１）画入射光线或反射光线；（２）确定发光点或像点的位置；（３）确定平面镜的位置并画出平面镜等.

２． 作图依据：光的反射定律，平面镜成像的特点.

３． 作图要求：（１）凡是表示实际光线的要用实线表示，不是实际光线的一律用虚线表示，如法线与光线的反向延长线等；（２）用箭头表示光传播的方向；（３）镜面上要用细斜线表示出它的朝向；（４）要标注相关的字母.

例１如图１所示，ＯＡ、Ｏ′Ａ′为某一发光点Ｓ发出的光线经平面镜ＭＮ反射后的两条反射光线.请作出这两条反射光线的入射光线，并确定发光点的位置.

解析本题可用两种方法来解答.

方法１：根据光的反射定律作图

（１）找入射点：入射点是入射光线和镜面的交点，同时也是该入射光线的反射光线和镜面的交点（即反射点）.图１中的Ｏ点和Ｏ′点分别为反射光线ＯＡ和Ｏ′Ａ′的反射点，也即入射点.

（２）画法线：由法线的定义可知，法线垂直于镜面.分别画出Ｏ、Ｏ′两个入射点处的法线.

（３）画入射光线：用量角器分别测量出两个反射角的大小，再根据光的反射定律“反射角等于入射角”，画出两条入射光线ＳＯ和ＳＯ′.

（４）确定发光点位置：两条入射光线ＳＯ和ＳＯ′的交点，即为发光点Ｓ的位置.

（５）画箭头、标字母，如图２所示.

方法２：根据平面镜成像的特点作图

（１）找像点位置：根据平面镜成像的原理，平面镜所成的像是物体发出（或反射出）的光线射到平面镜上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的.画出两条反射光线ＯＡ和Ｏ′Ａ′的反向延长线ＯＳ′和Ｏ′Ｓ′，它们的交点即为像点Ｓ′的位置.

（２）确定发光点位置：根据平面镜成像的特点，像与物体到镜面的距离相等.用刻度尺测量出像点Ｓ′到平面镜的距离，再测量出平面镜到发光点Ｓ的距离，从而确定发光点Ｓ的位置.

（３）画入射光线：从发光点Ｓ分别画出两条入射光线ＳＯ和ＳＯ′.

（４）画箭头、标字母，如图３所示.

■ 画平面镜成像

１． 考查类型：（１）画平面镜成像图；（２）画平面镜.

２． 作图依据：平面镜成像的特点.

３． 作图要求：（１）作图时所作的辅助线、所成的虚像要用虚线表示；（２）用箭头表示像的正倒.

例２在图４中画出物体ＡＢ在平面镜中的像.

解析（１）确定像点：根据平面镜成像的特点，像与物体到镜面的距离相等，则物像对应点连线被镜面垂直平分.找出物体上几个有代表性的点，如Ａ、Ｂ点，分别向镜面作垂线并延长，根据物像等距，找出Ａ、Ｂ点对应的像点Ａ′、Ｂ′.

（２）画所成的像：用虚线连接像点Ａ′、Ｂ′，则Ａ′Ｂ′就是物体ＡＢ在平面镜中所成的像.

（３）画箭头、标字母.如图５所示.

■ 画折射光路

１． 考查类型：（１）画折射光线或入射光线；（２）画界面等.

２． 作图依据：光的折射规律.

３． 作图要求：（１）用箭头表示光传播的方向；（２）法线要用虚线；（３）要标注相关的字母.

例３在湖底有一盏灯Ａ，它发出的光在进入空气时发生了折射，请在图６中大致画出其中一束光线ＡＯ的折射光线.

解析（１）画法线：在入射点Ｏ处画出法线.

（２）确定折射光线的大致位置：根据光的折射规律可知，折射光线与入射光线分居法线的两侧，光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，折射角（折射光线与法线的夹角）大于入射角（入射光线与法线的夹角）.

（３）画折射光线：根据折射角与入射角的大小关系，在折射点（入射点）处画出折射光线.

（４）画箭头、标字母，如图７所示.

练习

１． 如图８所示，Ｂ为隧道中的一堵墙，墙的左边有一激光器发出的一束激光，经平面镜ＭＮ反射后恰好经过Ａ点.请画出一条符合要求的入射光线和反射光线.

２． 如图９所示为光线从空气斜射到空气与玻璃界面上时的光路图，请在图中画出界面ＭＭ′和法线ＮＮ′.

参考答案：略．

责任编辑 程哲