内容正文:
专项五 作图
重难点19 光学作图
【知识梳理】
考点
基本题型
解法小结
光的
反射
在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB。
1.箭头的方向,入射指向反射面,反射与此相反。2.法线要作成虚线,并且要垂直于反射面,垂足为入射点。3.采用几何作图方法或者量角器度量,使反射角等于入射角。4.按照题意,正确标出需要标注的角度。
平面镜成像
如图所示,S'为发光点S在平面镜MN中所成的像,请在图中画出发光点S的位置,并画出一条由S点发出,经平面镜反射后通过P点的光线。
1.抓住平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称。2.所成的像是虚像,所以像要做成虚线。3.平面镜成像的原理,像是反射光线的反向延长线的交点,所以反射光线上的点,入射点,像点在同一直线上,这一点可以方便确定入射点和发射光线。4.像与物上对应点的连线被镜面垂直平分,这点可以帮助我们确定镜面的位置。
光的
折射
如图所示,一束光从水中斜射到空气中,请画出折射光线的大致方向。
1.首先要找到界面,然后作出法线——用虚线过入射点作出界面的垂线,两种介质中都要作出法线。2.记住“空气中的角大”,作出图形后,要使在空气中的角比其它介质中的角大,方法是——作出已知光线过入射点的延长线为辅助线,若果是空气中,则在辅助线与法线的夹角外作出光线,反之,在内作出光线。
透镜
作图
请画出平行于主光轴的入射光线AB经凸透镜折射后的光线
1.透镜作图,必须牢记“6条特殊光线”。2.作图前一定要先分清楚是“凸透镜”还是“凹透镜”。3.注意箭头方向要“一致”。
综合
作图
如图所示,S是点光源,它射向平面镜的一条光线经平面镜反射后经过A点,再射向水面,在水面发生折射。请画出:(1)入射光线;(2)反射光线;(3)折射光线。
综合作图,综合运用单独一项作图的方法,综合考虑。注意线的虚实和光线的方向(箭头的标注方向)。本题先按照平面镜的作图方法,做出S的对称点S′(像点),根据像点、入射点、反射光线上的点在同一直线上,做出反射光线,确定入射点,完成入射光线和反射光线的作图。再根据光的折射的方法作出折射光线。
【易混淆点】
1. 不打箭头,或者箭头方向标错。
2. 虚线与实线:客观存在的,划实线;虚像或辅助线、法线划虚线。
3. 将凹透镜中的折射境况与凸透镜一样划。
4. 做平面镜成像时,不做对称点,做成平行线,像画成实线。
【典例分析】
【例1】(2020威海21)如图所示,一条入射光线过凹透镜光心,一条折射光线与主光轴平行。请将光路补画完整。
【答案】
【分析】根据凹透镜光路中平行过虚焦、过虚焦平行、过心不变的特点做图,如答案图所示。
【思路小结】(见知识梳理)
【例2】(2020随州12)如图是一长方形玻璃砖ABCD,其中AB、BC面涂有反射涂层,一条光线从AD面射入玻璃砖,请画出该光线进入玻璃砖后经过AB、BC面的两次反射,并最终从AD面射出的光路图。
【答案】
【分析】光从空气斜射入玻璃中, 首先过入射点画出法线,根据折射角大于入射角画出折射光线;然后,光线射到AB面,在AB面发生反射, 反射光线射到BC面,在BC面再次发生反射,分别作法线,按反射角等于入射角画出反射光线;当光线射到AD面, 光从玻璃斜射入空气中,同样作法线,然后按照折射角大于入射角画出折射光线,注意最后的折射光线与原始光线平行,如答案图所示。
【思路小结】(见知识梳理)
【真题操练】
1.(2020德州19)光与平面镜成30°角射在平面镜上,如图所示,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。
【答案】
【解析】先过入射点垂直于平面镜作出法线,入射角为90°﹣30°=60°,所以反射角也为60°,再在法线的另一侧根据反射角等于入射角作出反射光线,并标出反射角,如答案图所示。
2.(2020襄阳19)根据给出的入射光线,请画出其反射光线。
【答案】
【解析】画出法线,根据反射角等于入射角,在法线下侧画出反射光线,如答案图所示。
3.(2020枣庄14)如图所示,利用一块平面镜使太阳光水平射入隧道内,请你通过作图画出平面镜,并在图中标出反射角的度数。
【答案】
【解析】给出了入射光线和反射光线,根据反射角等于入射角的关系做入射光线和反射光线的角平分线,即为法线;过入射点作法线的垂线即为平面镜的位置;入射光线与水平面成60°,水平射入隧道内,即入射光线和反射光线夹角为120°,则反射角为60°,如答案图所示。
4.(2020遂宁16【1】)请根据要求作图(保留作图痕迹)。
图中A'B'是物体AB在平面镜中所成的像,请根据平面镜成像特点作出物体AB。
【答案】
【解析】先根据像与物关于平面镜对称,作出平面镜中的像点A′、B′关于镜面的对称点A、B,连结