光学作图专题训练
一、成像知识回顾
1•成像的主要原因
a.光的直线传播，如小孔成像；
b.光的反射，如平面镜成像；
c•光的折射，如水中的折射成像、透镜成像等。
2.成像的性质
像的性质主要有：虚与实、倒与正、放大与缩小或等大。
实像是由物体发出的光经过光学器件会聚形成的，不仅能用眼睛看见，还能用光屏接收并保存下来；虚像是物体发出的光经反射或折射后反向延长相交而成的，不能用光屏接收。
倒与正”、放大、缩小或等大”都是物体所成的像相对物体而言的。
3.像的动态变化
当物体相对光学器件运动时，所成的像的大小、像离光学器件的距离都有相应的改变，初中阶级主要考查平面镜与凸透镜成像的动态变化，其中凸透镜成像的规律可以整理成口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物像同侧虚像正，物像异侧实像倒；物近像远像变大，物远则像近像小，像距物距唱反调。
即：物体离凸透镜的距离大于一倍焦距时成实像，小于一倍焦距时成虚像；虚像相对于物体是正立的，且和物体在透镜的同侧；实像相对于物体是倒立的，且和物体在透镜的异侧；物体向焦点运动，所成的像变大，物距变大像距变小，物距变小像距变大。
二、作图要点
1.光的反射作图要点：
a•物、像关于平面镜对称；
b.平面镜是物点和像点连线的垂直平分线；
c.反射角等于入射角，法线是反射光线和入射光线夹角的角平分线，且法线与镜面垂直，平面镜成像时，所有反射光线的反向延长线一定经过镜后的像。
2.光的折射作图要点：
a•凸透镜对光起会聚作用，有三条特殊光线。
凹透镜对光起发散作用，有三条特殊光线。
b.当光从空气斜射入玻璃或水等其它介质时，折射角小于入射角；反之则折射
角大于入射角。
3.作图注意事项：
(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。
三、典型题练习
1■完成图乙中入射光线AO的反射光路图。
2•如图甲所示，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•根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A B .
M
I i A
i B
3
N
4.OA为光源S发出的一条光线SO经平面镜后的反射光线•请在图中画出平面镜的位置，并标出入射角i和反射角r
5、如图1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。
图1
6.如图所示，试画出点光源S发出的一条光线经平面镜反射后经过A点的光路图。
7.如图，在平面镜的上方有一发光点S，OB、O' B'分别是S发出的两条光线经平面镜后的反射光线，请根据平面镜成像特点确定发光点的位置。
（要求保留
必要的辅助线）
8•如图所示是光从水中斜射入空气中时入射光的光路情况，请在适当位置画出
该入射光线对应的折射光线。
由于光的折射现象，我们洗脸时，看盆内的水深
比实际水深要_____ （选填“深”或“浅”）些。
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:空冗
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9■在图中画出一束光从空气射入玻璃和离开玻璃砖后的光路图.
10■请在左图中作出光线由空气斜射到玻璃表面时的反射光线和大致的折射光线。
11•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。
12■完成如图所示透镜的光路图
亠口三，一-—-jj
F , F
13•如图4所示，平行主光轴和通过光心的两条光线入射到凸透镜上，画出这两条
光线的折射光线。
14.入射光线和出射光线如图所示，可知方框内的光学元件对光有__________ '乍用, 请将该元件画在方框内.
15.在下图方框中填入适当的透镜，并完成光路
16.图中L为凸透镜，MN为其主光轴，0为光心，若物体AB经凸透镜成的实像为
A'B'，试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点F，并在图中标出F的位置＜
光学作图专题训练答案
■0
2. (1)如图所示，其中光线1分，反射角1分。
解析：根据反射定律，反射角等于入射角，即反射角等于
45°,入射光线如图 所
示; 3如图所示，虚像AB •不画虚线扣1分；不标箭头表明正立扣1 分.
解析：根据平面镜成像特点，实像和虚像关于平面镜对称，分别做出 A 点和B 点关于平面镜的对称点 A '和B '，因为平面镜所成的像是正立、等大的虚像， 所以虚像AB •要化成虚线，还要标出箭头表示正立，如上图所示。
4■如图所示
5、本题关键是根据平面镜成像的对称性，即像与物体的连线与平面镜垂直，像 与物体到镜面的距离相等，连接 SS 并作其中垂线就是平面镜的位置(如图 2所 示)，其它问题迎刃而解。
答案如图 2所示。
1■如图所
示
7777777777777777
图
2 6.
光路图如图所示
解析：根据平面镜成像的原理，像与物关于平面镜对称，所以首先过点光源 S 作平面镜的垂线，找出像点S '，再连接像点与A 点，即可得到入射点和经过 A 点的反射光线，再连接S 与入射点即为入射光线，如图所示。
注意：（1）物与像的连线要用虚线；（2）反射光线和入射光线都要用带箭头的 实线表示，而反射光线的反向延长线要用虚线。
7、
&如上图右图带箭头的红线所示；浅
解析：光从水中射入空气中时，折射角大于入射角， 如上图右图带箭头的红线所示；我们洗脸时，看到 的盆底，实际是光先从水底射
出，然后从水中斜射 入空气并发生折射，最后折射光线
射入人眼形成 的。
人眼逆着光线看过去，以为光线是从
折射光线
的反向延长线上发出的，感觉看到的水深比实际水深浅
些
«tS
M
9.如图所示
解析：光线穿过玻璃砖要经过两次折射，两次折射都遵循光的的规律：第一次由空气斜射进入玻璃，过入射点垂直玻璃上表面作出法线，在玻璃中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角；第二次由玻璃斜射进入空气，同样先作法线，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，一定注意玻璃下表面的光线与上表面的入射光线平行.
10■如图所示
解析：光线由空气斜射到玻璃表面时，既发生光的反射，也发生光的折射；发生反射时，入射光线、法线和反射光线在同一介质中的同一平面内，入射光线和反射光线分居法线两侧，并且反射角等于入射角；发生折射时，入射光线和折射光线处在不同介质内，入射光线和反射光线分居法线两侧，并且折射角小于入射角，即折射光线要靠近法线，如上图所示。
11、
12■根据会聚在虚焦点上的光线经凹透镜折射后光线平行于主光轴射出，可作出如图所示光路图
13.如图所示
（
两条折射光线的方向各1
分；实线、箭头1分）
解析：平行主光轴的光线入射到凸透镜上后折射光线经过焦点，通过光心的光线入
射到凸透镜上后折射光线的方向不变，如上图所示，注意光线画成实线，用箭头标
出光的方向。
14■会聚；如图所示
解析：由图象可知，光线水平射入，经某一光学元件后向中间靠拢，所以该光学元件是凸透镜，对光线有会聚作用。
16.如图所示（画出其中一条光路即可）
解析：做凸透镜的光路图，抓住三条特殊光线：（1）过光心的光线经透镜后不改变
方向；（2）平行于主光轴的光线经透镜后过焦点；（3）过焦点的光线经透
镜后平行于主光轴。
本题中，可过物点A作平行于主光轴的光线，光线经透镜后必
过像点A'，且与主光轴相交，该交点就是凸透镜的焦点。
也可利用光路的可逆性，
过像点A'做一条平行于主光轴的直线，直线经透镜后必过物点A,且与主光轴相
交，该交点就是凸透镜的焦点，最后标出正确的光线方向。
如图所示（画出其中一
条光路即可）。
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F F A。
